• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.139-147
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• 2003

국내 재래식 터널의 대부분에 존재하는 배면공동은 라이닝의 균열, 누수, 응력집중 등을 유발하여 터널 안정성에 큰 영향을 미치게 된다. 이러한 배면공동의 보강은 공동을 뒤채움하는 방법이 일반적으로 적용되고 있는데, 본 연구에서는 현재 산업폐기물로 취급되어 버려지고 있는 석분토를 이용하여 터널 뒤채움용 경량기포 충전재를 개발하였고, 실내물성시험과 노후터널에 대한 현장적용시험을 수행하여 개발 충전재의 적용성 평가를 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권8호
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• pp.5-14
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• 2016

싱크홀 발생의 주요 원인인 하수관거 배면의 공동 탐지를 위해 비파괴검사 방법 중 하나인 충격반향법을 적용한 실내 모형 실험을 수행하였다. 콘크리트 하수관의 모의를 위해 얇은 두께의 콘크리트 평판 시험체를 제작하였고 주변지반은 모래로 조성하였으며 공동의 모사를 위해 스티로폼 박스를 모래에 매립하였다. 콘크리트 판 배면이 공동인 경우와 완전히 모래에 밀착된 경우로 나누어 실험이 진행되었으며 일정한 타격 강도의 유지를 위해 새롭게 제작된 타격 장치를 사용하여 획득 자료의 신뢰성을 높였다. 측정된 반사파는 고속 푸리에 변환과 국소 푸리에 변환을 사용하여 주파수 특성 및 시간 특성을 분석하였다. 그 결과, 푸리에 스펙트럼의 형상으로는 공동의 유무를 판별할 수 없는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 공진 시간이라고 명한 새로운 지표를 제안하였다. 이는 공진 주파수가 일정 강도를 초과하는 지속 시간으로 정의하였다. 공진 시간은 공동의 유무를 효과적으로 예측하는 것으로 나타났다. 나아가 공동유무를 구분할 수 있는 공진 시간을 제시하였다. 실제 현장 조건에서의 검증과 보다 광범위한 적용성의 확보를 위해 다양한 지반 조건에 대한 추가 실험과 실제 하수관에 대한 현장 실험 등을 진행할 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.65-76
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• 2021

노후화된 터널 구조물의 라이닝 내부 및 배면에 존재하는 공동은 다양한 원인에 의해 발생되며 대부분의 경우 육안검사가 불가능한 곳에 존재하기 때문에 이에 대한 점검이 쉽지 않다. 최근에는 지반탐사레이더와 같은 비파괴시험 등을 이용하여 터널 라이닝과 배면에 대한 상태를 평가하는 시도가 이루어지고 있으며, 이와 관련된 다양한 모형시험 및 해석연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 gprMax 소프트웨어를 이용하여 터널 라이닝 모형 시험체 조건에 대한 GPR 신호특성을 시각화하여 분석하였고, 이를 모형체 시험 결과와 비교하였다. 모형체 시험에 적용된 GPR 해석모델은 터널 라이닝 및 내부 공동 등 매질 변화에 대한 전자기파 신호변화를 합리적으로 모사하였다. 검증된 수치해석모델을 이용하여 터널 라이닝의 두께, 내부의 공동 존재와 규모, 방수막의 영향, 주파수대역의 영향 등을 평가하기 위한 GPR 분석 기법 개발에 필요한 데이터를 확보하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.71-83
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• 2009

숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.595-606
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• 2009

This paper presents the characteristics of stress transfer around carven due to cavern size and rock joint properties by laboratory model test. In order to perform this study, eight different scaled model tests were carried out according to excavation stage. The limited numerical analysis were also performed to verify the model test results. The amount of stress transfer around the cavern is increased and then decreased by longitudinal arching effect according to tunnel excavation. It is founded that the stress developed around the cavern during excavation is increased when the cavern size and joint orientation are increased. It is also investigated that shear behaviour (such as stress, deformation) developed around cavern is considerably depended on the characteristic of fill material, dip and direction of joints. It is suggested that the behaviour will be verified throughout the 3D numerical prediction.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.213-221
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• 2009

본 논문은 콘크리트 라이닝의 배면공동 현상, 초기 균열 등과 같은 콘크리트 라이닝 타설시 문제점들을 해결하기 위해 개선 방안을 제시하고 이를 단면크기의 변화에 따른 영향을 연구하였다. 연구를 수행하기 위해 초기 균열 형태와 발생 원인에 대한 분석을 실시하였으며 균열발생 최소화를 위한 개선된 타설 방안을 제시하였다. 제시한 타설 방안의 효율성 및 터널 단면크기에 따른 영향을 확인하기 위하여 기존의 1/20 축소모형실험 및 1/7 축소모형실험을 실시하여 타설율을 비교 분석하였다. 이에 따른 실험 결과는 기존의 타설 방안의 경우 1/20 축소모형실험 보다 1/7 축소모형실험의 타설율이 증가하여 차이를 보였지만 개선된 타설 방안의 경우 유사한 타설율을 나타내 2가지 실험 모두 신뢰성을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-118
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• 2008

숏크리트는 터널에서 사용되는 중요한 지보재이다. 숏크리트와 암반의 접착상태는 터널의 안정성 및 사용성에 큰 영향을 끼치는 중요한 평가 요소이다. NATM공법을 이용한 터널 굴착시 굴착면 빛 벤치부에서 발파에 의해 숏크리트가 부착력을 잃고 암반으로부터 탈락되거나 공동이 형성되는 경우 숏크리트 자체의 파괴뿐만 아니라 터널의 전체적인 안정에도 악영향을 미친다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실, 그리고 공동으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 비파괴 시험인 충격반향기법(Impact-Echo)을 이용하여 숏크기트와 암반의 접착상태를 평가하고자 하였다. 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 충격반향시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석으로부터 획득된 신호를 시간영역, 주파수 영역 및 시간-주파수 영역에서 각각 해석하여 숏크리트와 암반의 접착상태에 따른 신호특성을 분석하였다. 분석결과 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 시간영역 신호의 최대 진폭 이후 첫 진폭이 커지며, 주파수 영역에서 최대 에너지가 커진다. 또한 뚜렷한 공진 주파수가 나타나므로 숏크리트의 두께의 역산이 가능해진다. 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타낸다. 또한 완전 접착조건에서 지반 종류에 따른 신호특성도 분석하였다. 지반조건이 불량할수록 시간-주파수 영역에서 시간축과 평행한 윤곽선의 길이가 길어지며 그 주파수 대역은 10 kHz 이하의 저주파수 영역에서 나타난다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.41-46
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• 2008

국가하천을 대상으로 정밀외관조사에 의해 선정된20개 배수통문에 대하여 지표 물리탐사법외에 수리학적인 원리를 이용한 연통시험이나 초음파주사검층과 같은 공내시험법을 적용하여 배면의 공동상태를 보다 정확하게 파악하고자 하였다. 타음조사나 GPR 탐사, 3차원 전기비저항탐사 및 초음파주사검층은 일부 성공적인 결과를 얻을 수 있었으나 현장특성에 따라 적용이 용이하지 않은 경우가 발생하였다. 반면 연통시험의 경우에는 통문하부 공동의 유무 및 연통상태를 성공적으로 감지할 수 있었다. 그러나 연통시험은 공동의 규모나 형태에 대한 정량적인 정보를 제공하는데 근본적인 한계를 가지고 있으므로 보다 정확한 조사를 위해서는 현장특성에 맞는 다양한 조사법이 적용되어 종합적인 해석이 이루어야져야 할 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.713-716
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• 1999

The presence of voids under pavements or behind tunnel linings results in the deterioration. One method of detecting such voids by non-destructive means is radar. This research is devoted to quantitatively evaluating the efficiency of such non-destructive tests with radar. As a foundation to this ongoing research, which aims to estimate the thickness of voids using radar, an analysis method based on radar signal processing using convolution technique is carried out with various void thicknesses in embedded layer which has different electromagnetic properties. The computed results were verified by comparing the test results. As a result, a proposed method in this study has a possibilty of estimating the thickness of voids with good accuracy.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.408-411
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• 2004

The presence of voids behind tunnel linings results in their deterioration. One proposed method of effectively detecting such voids by non-destructive means is radar. This research is devoted to quantitatively evaluating the efficiency of such non-destructive tests with radar. As a foundation to this ongoing research, which aims to acquire directional information and estimate the shape of specific voids using radar of three-dipole antenna type, an investigation of microwave polarization methods is carried out with various void orientations and void geometries. As the results, it is clarified that the response of microwave polarization modes depends on void geometry and thus there is a possibility of identifying the geometry and orientation of specific voids using radar of three-dipole antenna type.