• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.418-429
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• 2000

지하공간 개발에 대한 관심이 높아지면서 국내에서도 안전한 터널시공에 대한 연구가 많이 진행되었다. 본 연구에서는 터널 시공 중 발생 가능한 터널의 붕락 사고의 특성을 조사하여 각종 터널의 붕락사고 유형을 파악하고, 이에 대한 구체적인 원인을 분석하였으며, 사례분석을 통해 터널 붕락의 주요 요인과 개략적인 대책도 함께 제시하였다. 또한 , 국내ㆍ외 터널보강공법의 기준과 적용현황을 분석하여 세부적이고 합리적인 보강공법의 체계확립을 위한 기초를 마련하고자 하였다. 본 연구에서는 터널 막장의 안전성 등급을 결정하고, 적절한 보강공법을 선정을 위해 퍼지 수량화 이론과 퍼지추론 시스템을 기반으로 터널정보 데이터베이스를 구축하여 전문가시스템의 모형을 개발하였다. 개발한 시스템의 검증을 위하여 다양한 보강공법을 시공하였던 한강하저터널을 비롯한 국내ㆍ외 3 곳의 터널 현장 자료를 이용하여 적용한 결과 실제 시행한 보강공법과 근접한 추론결과를 보였다. 정보화시공을 통해 터널 막장기록과 계측자료의 이용을 극대화하고 객관적인 기준의 부재로 인해 일부 전문가의 경험에만 의존하고 있는 국내 보강공법 시공기술을 보다 발전시켜 합리적인 보강공법을 제시하는데 도움이 되고자 하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제24권2호
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• pp.35-45
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• 2008

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.331-341
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• 2006

터널 설계시 일반적으로 지반조사와 물리탐사를 시행하여 지층에 따른 적절한 터널 지보패턴을 설정하고 있으나, 다양한 지반 및 지질특성과 설계단계에서 미쳐 발견되지 못한 단층등의 연약대로 인하여 시공시 터널내에서 종종 붕락사고가 발생하고 있다. 터널 굴착시 발생하는 붕락은 터널의 안정성 저하 및 공기 지연 등의 큰 문제점들을 발생시키므로 조기에 적절한 보강방안이 요구된다. 본 논문에서는 터널 굴착시 발생한 두개의 붕락사고에 대해서 붕락원인과 붕괴유형을 파악하고 현장 여건에 맞는 신속한 보강대책을 제시하고 시공한 보강사례이다. 향 후 본 사례와 유사한 터널붕락사고가 발생할 경우 보강설계 및 보강방안을 계획.수립하는데 유용한 참고자료가 될 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.11-21
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• 2000

터널 시공이 급격하게 증가되면서 터널 시공 중 발생하는 지반의 수렴하지 않는 거동과 숏크리트의 균열전파 및 록볼트의 항복과 같은 이상현상에 대해 특별한 기준 없이 대책을 마련해야 하는 경우를 종종 직면하게 된다. 이러한 경우, 여러 시공현장에서 문제들을 극복하는데, 숙련된 전문가의 판단이 중요하게 여겨졌으나, 전문가 확보와 경제적인 문제로 인해서 비슷한 시공현장의 경험 없이도 이상현상에 대한 대책을 선정하는데 도움을 줄 수 있는 새로운 시스템의 개발이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 터널 시공 중 적용된 보강공법의 현황을 파악하고, 국내외의 구체적인 사례를 분석하였다. 또한, 터널 막장의 안전성 등급을 결정하고, 적절한 보강공법의 선정을 위해 퍼지 수량화 이론과 퍼지추론 시스템을 기반으로 터널정보 데이터베이스를 구축하여 전문가시스템의 모형을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 전문가 시스템은 크게 두 가지 기능을 가진다. 전반부 모듈은 현장에서 조사하기 쉬운 막장 기록항목을 중심으로 터널 정보 입력항목을 선정하고 퍼지 수량화이론 II을 이용하여 구성한 퍼지 소속도 함수(membership function)를 통해 터널 안정성 등급을 결정한다. 후반부 모듈은 전반부 함수와 터널 안정성 등급에 따라 적절한 보강공업의 적용성을 추론한다. 개발한 시스템의 검증을 위하여 다양한 보강공업을 시공하였던 한강하저터널을 비롯한 국내 외 3곳의 터널 현장 자료를 이용하여 적용한 결과 실제 시행한 보강공법과 근접한 추론결과를 보였다. 정보화시공을 통해 터널 막장기록과 계측자료의 이용을 극대화하고 객관적인 기준의 부재로 인해 일부 전문가의 경험에만 의존하고 있는 국내 보강공법 시공기술을 보다 발전시켜 합리적인 세부적인 보강공업을 제시하는데 도움이 되고자 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권1호
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• pp.71-79
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• 2005

지표로부터 터널까지의 토피가 얇고 지반이 풍화토 혹은 풍화암으로 연약한 곳에서 두 터널이 교차되도록 굴찰할 때 교차부의 역학적 안정성을 계측으로 확인하였다. 터널의 시공방법은 주로 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 선보강한 후 터널상반부를 굴착하였고 두 터널의 교차부는 자천공 록볼트로 추가 보강하였다. 터널 굴착 후 교차부 주변 지반의 변위가 수렴되어 역학적인 안정을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 수렴된 변위는 천단침하와 내공변위가 각각 약 6-7 mm. 약 5 mm로 터널의 심도와 연약한 지반조건을 고려할 때 작은 값이었다. 따라서 길이 12 m의 강관 다단그라우팅 3열로 막장전방을 보강한 후 터널 교차부 주변을 굴착한 것은 변위를 억제하고 터널의 안정화에 효과적인 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.439-449
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• 2011

터널의 페이스매핑(face mapping)을 신속하고 신뢰성 있게 수행하기 위하여 디지털 사진으로부터 3차원 좌표의 점군(point cloud)을 생성하고 이로부터 절리면의 방향과 간격 및 암질지수(R.Q.D), 절리면 거칠기 등을 분석하였다. 분석결과를 공학적 암반분류 방법인 RMR(Rock Mass Rating)과 Q 시스템에 입력하여 보강방법을 결정하고 터널을 시공하였다. 그 결과 터널 페이스매핑 작업의 안전성을 높이면서, 분석부터 보강작업까지의 시간을 절약하였다. 또 터널 막장면의 디지털 영상과 공학적 암반분류용 정보를 객관적으로 평가하고 필요 시재분석이 가능하도록 보존함으로써 보강등급 결정과 터널보강 방법의 신뢰도를 높였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.73-81
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• 2002

최근에 FRP보강 그라우팅 공법이라 불리는 보강공법이 터널 및 절취사면의 지반보갓 분야에 도입되어 적용이 확대되고 있다. FRP관은 부식 및 화학적 내성이 우수하고 무게에 비하여 강도가 우수하여 취급이 용이하여 기존의 터널 보강재인 강재의 좋은 대체품이 될 수 있다. 그러나 FRP관이 터널의 막장 및 천단부의 보강재로서 적용성을 입증하기 위해서는 보강재 및 보강지반에 대한 역학적 강도특성이 명확하게 평가되어야 한다. 따라서, 본 논문은 지반보강 메카니즘을 고려한 FRP관을 이용한 그라우트체 및 그라우팅 보강지반에 대한 전단특성을 평가하기 위하여 실내에서 그라우트체에 대한 양면 전단시험과 보강지반에 대한 직접전단시험을 실시하였다. 시험결과 FRP 그라우트 보강지반의 전단저항은FRP관의 전단강도에 크게 의존하며 FRP그라우트체의 자체 전단저항은 어느 정도 전단변위가 커진 후에 발휘되는 것으로 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.327-343
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• 2004

터널 시공 도중이나 터널 굴착 직후 주지보재에 의한 보강 전에 터널막장 전방에 존재하는 연약암반 혹은 단층파쇄대로 인해 유발되는 터널막장의 붕괴사고가 빈번이 일어나고 있다. 기존의 지반탐사방법으로는 터널막장부근에 있는 연약암반이나 단층파쇄대를 찾기 어렵다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하고 기존의 탐사방법들을 보완하기 위해 전자기파를 이용한 터널전방 예측방법을 제안하였다. 전기장의 특성을 고려한 Coulomb 및 Gauss 법칙을 이용하여 절리를 가지는 암반에서의 전기장을 해석하였다. 이를 바탕으로 터널막장 전방에 구형연약암반과 단층파쇄대가 존재하는 경우에 대하여 각각 전기장해석을 수행하여 이론식을 도출하였다. 또한 개발된 해석기법을 작용하여 터널 전방에 구형연약이역과 단층파쇄대가 존재하는 경우에 대하여 예제해석을 수행하였다. 해석결과는 터널 전방에 부착된 몇 개의 전극에서 측정된 암반의 저항으로부터 역함수기법을 이용하여 터널 전방에 존재하는 연약지역의 등가 크기, 위치 및 성질을 정확하게 예측할 수 있음을 보여주었다. 암반에서의 전기저항 가탐심도는 터널막장의 크기, 자연전위 및 기타 전기적 신호에 의해 영향을 받음을 알 수 있었다. 제시된 해석기법은 실내시험을 통하여 검증하였다. 가로, 세로, 높이가 각각 5cm인 콘크리트 블록 1800여 개를 가지고서 3방향 절리를 가진 암반상태를 구현하였고 터널 전방에 전기전도도가 콘크리트 블록보다 상대적으로 높은 물질을 이용하여 연약지반을 구현하였다. 모델링을 통한 실험결과는 해석결과와 거의 일치함을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제13권1호
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• pp.6-19
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• 2003

터널의 막장면 조사에서 조사결과의 객관성을 증대시키고, 지반특성에 적합한 지보패턴 및 보강공법을 제시하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 퍼지집합이론과 뉴로퍼지기법 등을 적용한 prototype의 터널 안정성평가 시스템(NFEST)을 개발하였고, 36개의 막장관찰자료들을 대상으로 신뢰성을 평가하여 비교적 만족한 결과를 얻을 수 있었다 본 연구의 결과를 요약하면, (1) 터널 지반평가의 용이성을 위해 국내 기술자에게 익숙한 RMR분류를 근거로 12개 평가항목을 제안하였다. (2) 12개 평가항목에 의해 추론된 RMRinf값과 산술합에 의한 RMRorg값 그리고 조사자의 주관적 판단에 의한 RMRinf값 사이의 상관계수(│R│)는 각각 0.83과 0.79로 비교적 높은 상관성을 나타내었다. (3) 터널 막장면에 대한 종합적인 안정성은 RMRinf(│R│=0.7)와 암반풍화정도(│R│=0.84)에서 비교적 양호한 상관성을 나타내었다.