• 지질공학
• /
• 제27권1호
• /
• pp.81-90
• /
• 2017

터널에서의 일상계측은 공정 특성상 굴착 후 바로 수행되기 어렵고, 일정 간격마다 수행되기 때문에 굴착 전 발생하는 선행변위를 측정할 수 없다. 본 연구에서는 굴착과 동시에 측정할 수 있는 굴진면 수평변위를 이용하여 단층대가 터널 상부에 분포하는 경우 천단부에서 발생하는 선행변위를 분석하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 24개 모델에 대해 3차원 유한요소해석을 실시하여 굴진면 수평변위와 선행 천단변위의 상관성을 분석하였다. 분석결과, 선행 천단변위에 대한 굴진면 수평변위의 비($L_{face}/C$ ratio)는 순경사 모델의 경우 약 2~12%, 역경사 모델은 2~13%로 각 모델별로 일정한 비율을 보이는 것으로 나타났다. 또한 회귀분석을 통한 선행 천단변위와 굴진면 수평변위의 상관성을 분석한 결과, 대부분의 모델에서 약 0.8 이상의 높은 결정계수($R^2$)를 보여 굴진면에서 발생하는 수평변위를 이용하면 계측 전 터널 천단에서 발생하는 선행변위의 산정이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.337-347
• /
• 2008

한계변형률은 지반재료에 대한 새로운 역학적 물성치중에 하나이다. 터널공학에서 정립된 한계변형률 개념은, 터널현장에서 계측된 변위를 이용하여 굴착지반의 변형에 대한 한계치 설정에 활용될 수 있다. 본 연구에서는, 실제 터널시공현장에서 계측된 변위를 분석하여 터널에 대한 정량적 안정성을 평가한 것이다. 특히, 터널막장 전방의 선행변위를 이용하여, 터널총변위 관점에서 한계변형률 개념을 검토하였다. 그 결과, 선행변위 유무에 따른 터널안정성의 변화 특성을 한계변형률 도표상에서 파악할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권3호
• /
• pp.185-193
• /
• 2002

본 연구에서는 풍화토층에 굴착된 지하철 터널의 변형거동과 종방향 지보재의 보강효과가 3차원 유한차분해석에 의해 조사되었다. 굴착방법이 터널 변형거동에 미치는 영향을 조사하기 위해서 반단면 및 전단면의 2가지 굴착방법이 고려되었다. 또한, 우산형 막장보강법 (RPUM) 및 유리섬유 파이프의 보강효과가 비교되었다. 터널 변형거동을 분석하기 위해 막장변위, 내공변위, 선행변위 및 측벽변위가 조사되었고, 굴착방법 및 종방향 지보재의 효과가 지표침하량를 사용하여 분석되었다. 해석 결과, 반단면 굴착이 전단면 굴착 보다 더 큰 내공변위, 선행변위, 측벽변위를 야기시키며, 반면 막장변위는 전단면 굴착이 반단면 굴착에 비해 더 크게 발생됨을 알았다. 또한, 같은 굴착방법에서는 RPUM만이 사용되었을 때가 RPUM이 유리섬유 파이프와 같이 사용되었을 때 보다 모든 변위가 더 켜졌다.

• 터널과지하공간
• /
• 제17권5호
• /
• pp.428-434
• /
• 2007

터널의 굴착에 따라 발생하는 변형은 터널의 안정성 판단에 중요한 요인으로, 계측을 통해서 측정할 수 있으나 현장에서 재래식 방법에 의한 계측치는 시 공간적인 요인으로 계측결과에 차이를 나타내게 된다. 그러나 시공 중 터널에 발생하는 변위에 대한 연구는 수치해석적 연구가 대부분이며 실제 현장 계측연구는 그 사례가 많지 않다. 본 논문에서는 대상 터널에 대한 재래식 방법에 의한 내공변위 계측치와 선행변위를 계측할 수 있는 방법인 수평경사계를 설치하여 얻은 천단변위를 분석하여 상호 비교하였다. 또한 이를 통하여 시공 중 터널의 변위 발생 양상을 확인하고 굴착 중 터널의 변위 특성을 파악하고자 하였다. 수평경사계 계측의 결과는 선행변위에 대한 일반적인 거동과 잘 일치하였으며, 이 계측 자료로 전체 변위 양상을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 1999

스크류잭은 스트러트에 충분한 선행하중을 가할 수 없기 때문에 스크류잭을 이용한 버팀대공법은 주변지반의 변위를 억제하는데 효과적이지 못하다. 따라서 버팀 굴착시 주변지반의 과도한 변형을 방지하기 위하여 새로운 선행하중잭을 개발하였다. 본 논문에서는 새로 개발된 선행하중잭과 그 장치를 이용하여 시공한 현장 중 3곳에서 측정한 흙막이벽체의 수평변위에 대한 결과를 소개하였다 현장에서 계측한 결과에 의하면 흙막이벽체의 최대수평변위는 굴착심도의 0.15% 이내로, 스트러트에 가해지는 선행하중에 의하여 최소화될 수 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 경제성 분석을 위하여 스크류잭을 이용한 버팀대공법과 버팀대 선행하중공법에 의한 공비와 공기를 비교한 결과 버팀대 선행하중공법이 공사비와 공사기간의 단축에도 효과적인 것으로 나타났다.

• 지질공학
• /
• 제17권2호
• /
• pp.217-224
• /
• 2007

터널이 굴착되면 응력이 재분배되는 과정동안 변위가 발생한다. 터널의 변위는 굴착 전 선행변위, 굴착 후 미측정 변위, 계측변위로 구분할 수 있다. 일반적으로 굴착 전 선행변위와 굴착 후 미측정 변위의 현장 측정은 어렵기 때문에 터널 굴착에 따른 전변위의 크기와 변화 양상을 산정하기 위한 연구가 많이 수행되어왔다. 본 연구에서는 퇴적암을 기반으로 하는 터널의 지반등급별 전변위를 산정하고 이들의 특성을 파악하기 위하여 역해석 기법을 사용하였다. 계측변위와 3차원 수치해석에 의해 계산된 변위의 오차를 최소한으로 줄여 지반등급별 물성치를 추정하였으며, 굴착에 따른 전변위 분포 양상을 산정하였다. 최종적으로 logistic 모형을 따르는 지반등급별 굴착에 따른 변위의 비선형 회귀식을 산정하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.25-33
• /
• 2012

본 연구에서는 흙막이 가시설 공법중 지반의 변위를 억제하고, 토공사 및 구조물 공사의 시공성을 크게 개선한 IPS 흙막이 가시설 공법을 시공한 현장의 계측자료를 바탕으로, 탄소성보법 수치해석 프로그램(EXCAV/W)을 이용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 선행하중을 가한 해석치가 평균 13.2% 감소하였으며, 또한 일반적인 해석치보다 현장 계측치는 평균 26.7% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 IPS 흙막이 가시설 공법은 기존 버팀보 공법에 흙막이벽의 수평변위에 대한 안전성을 확보하고 있음을 알 수 있다. 또한 IPS 흙막이 가시설 공법을 이용한 선행하중 효과를 통해 수평변위가 감소하는 것을 확인할 수 있다.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권5호
• /
• pp.355-365
• /
• 2008

터널의 굴진에 따른 변위량은 터널 주변지반의 지질상태, 굴착방법, 보조공법 등에 따라 다양한 값을 보여 값을 예측하기 어렵다. 본 연구에서는 선행변위량을 파악하여 터널굴진 시 주변지반의 지표침하 및 상부구조물의 침하량을 예측하고, 상부구조물의 사용성에 영향을 미치지 않도록 보완대책 공법의 대책방안을 수립하기 위하여 수평경사계를 이용하여 굴착이전 막장 전반부에서 발생하는 침하량과 굴착직후 발생하는 침하량을 계측 하였다. 현장계측 결과를 토대로 역해석을 실시하여 최종 지반 물성치를 도출하였다. 도출된 지반 물성치를 이용하여 터널의 굴진이 터널 직상부에 인접한 구조물 기초의 침하거동에 미치는 영향을 분석 하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제21권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2011

최근 광섬유를 이용한 센싱기술은 비약적으로 발전하여 수 km의 광역지역에서 수mm 이하의 미소영역에 대한 계측 및 다양한 물리, 화학적인 측정을 가능하게 하였다. 또한 첨단 기술에 관련된 실험 및 선박, 항공, 교량 등 실제 구조물의 응답을 측정하여 건전성을 평가하는 시도가 이루어지고 있다. 본고에서는 광섬유 센서의 계측기술 및 터널, 도로 등의 구조물에 응용된 사례를 고찰하였다. 또한 당사에서 개발한 터널의 선행변위 계측을 위한 분포형 광섬유센서 방식인 OTDR센서의 적용 사례를 연구 성과로 소개하였다. 터널의 선행변위 계측은 안정성 평가를 위한 필요 조건으로 터널 막장의 전방 지질조건을 이해하는데도 도움이 되며, 향후 OTDR센서에 의한 터널 선행변위 계측은 기존 계측방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제6권5호
• /
• pp.428-431
• /
• 2005

본 연구에서는 연약지반에 축조된 잔교구조물 강관말뚝기초의 변위 및 응력을 시공단계별로 계측하여 결과를 분석하였다 말뚝의 응력상태는 초기 상태에서 사석투하 등에 의한 압축응력을 받으나, 배면매립이 진행됨에 따라 지반의 측방유동에 의하여 인장응력을 받는 상태로 되었다. 배면매립 및 선행하중 단계에서 급격한 응력의 변화를 보이며, 경사말뚝은 설치방향에 따라 차별화된 응력상태를 보였다. 말뚝수평변위는 매립이전까지는 해상방향으로 약간의 변위가 안정되게 유지되었으나. 매립단계에서 급격하게 변위가 증가하고, 이어 선행하중에 의한 변위가 중첩되어 추가적으로 증가하는 양상을 보였다.