• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.81-89
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• 2014

국내 터널현장에서는 일차 지보재의 안정성 및 이차라이닝의 두께와 시공 시기 등을 결정하기 위하여 숏크리트에서 응력 측정을 수행하고 있다. 본 연구에서는 국내 여러 지역의 터널 현장에서 수행된 숏크리트 응력 측정 사례의 분석을 통하여 숏크리트 계측 현황 및 숏크리트 안정성 평가 기준의 문제점을 제시하였다. 또한 개선된 숏크리트 응력 계측 방법을 시공 중인 터널현장에 적용한 사례를 제시하였다. 현재와 같이 숏크리트의 안정성 평가를 측정응력의 절대적 크기를 통하여 수행하기 위해서는 숏크리트 응력 측정의 신뢰성 향상이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.177-192
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• 2010

터널현장에서는 터널의 안정성을 평가하기 위하여 숏크리트 계측이 활발히 수행되고 있다. 그러나 숏크리트 응력 측정은 지반하중과 관계없이 발생되는 변형률 및 숏크리트 변형계수의 불확실성, 숏크리트 응력 측정 자체의 어려움 등에 의하여 측정 결과의 신뢰성을 기대하기 어렵다. 본 연구에서는 국내외의 숏크리트 계측의 현황 분석 및 현장 계측 결과를 통하여 기존 숏크리트 계측의 문제점을 분석하였다. 문헌조사 및 터널 현장에서의 무응력 숏크리트 계측 결과를 이용하여 무응력 상태에서 발생하는 숏크라트 응력의 보정 방안을 제시하였다. 또한 측정된 변형률을 응력으로 환산할 경우에 적용할 숏크리트 변형계수를 제시하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2007년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.112-121
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• 2007

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하기 위해 허용응력 설계법에 기초하여 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고, 전단강도 감소기법을 이용하여 수치해석적(2차원)으로 구하는 방법이 유광호 등(2005)에 의해 제시되었다. 하지만 허용응력 설계법에 근거한 방법은 숏크리트의 허용 휨응력을 과소평가하여 터널의 안정성 및 안전율을 과소평가하는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 파괴거동을 갱도모형실험을 통해 확인하고 3차원 수치해석에 의해 검증하였다. 갱도모형실험에 사용된 터널은 실제 터널의 거동을 모사하기 위해 폭 3.3m, 높이 2.9m, 깊이 0.5m의 마제형으로 제작되었다. 지보재인 숏크리트는 거푸집을 이용하여 타설하고 28일간 양생하였고 7개의 실린더와 30cm의 모래 뒷채움을 이용하여 지보재에 최대한 등방하중이 가해질 수 있도록 하여 실험을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.597-604
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• 2015

발파공법을 적용한 터널건설 시 발파에 의한 영향으로 굴착벽면은 평탄하지 않으며, 이후 타설되는 숏크리트의 두께가 불규칙하게 된다. 이 경우 균일한 두께의 터널 라이닝에 대한 응력해석 방법의 적용이 적절하지 않을 수 있다. 본 연구는 비평탄 굴착벽면을 모사하기 위해 주기함수를 적용하였으며, 함수의 진폭과 파장을 이용하여 숏크리트 라이닝의 두께변화를 조절할 수 있도록 하였다. 라이닝의 응력해석을 위한 이론해에 주기함수를 적용하여 근사해를 제안하였으며 이를 통해 불규칙한 숏크리트의 응력분포를 검토하였다. 다양한 응력, 물성, 기하학적 조건에 대한 수치해석을 통해 근사해의 적용성을 검증하였다. 숏크리트의 축응력은 초기응력과 지반물성뿐만 아니라 비평탄 굴착벽면에 의한 불규칙한 라이닝에 의한 영향이 큰 것을 확인하였다. 또한 숏크리트의 전단응력은 불규칙한 라이닝의 파장과 초기응력 상태의 영향이 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 응력해석을 통해 숏크리트의 두께가 얇은 부분의 응력상태가 균일한 두께의 숏크리트 해석에 의한 결과보다 불리한 것으로 나타나, 숏크리트 타설 시 이에 대한 보완이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.99-107
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• 2007

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하는 방법으로 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고 전단강도 감소기법을 이용하여 지반과 숏크리트의 파괴를 고려한 안전율을 구하는 방법이 유광호 등(2000)에 의해 제시되 바 있고, 유광호 등(2005)과 한동식 등(2006)에 의해 꾸준히 수정 보완되었다. 본 논문에서는 터널의 안전율을 산정함에 있어 시공단계를 고려할 수 있도록 기존 routine을 수정 보완하였다. 또한, 전단강도 감소기법을 사용하여 연속체요소와 보요소로 숏크리트를 모델링하고, 허용응력설계법에 근거하여 파괴를 판단함으로서 터널의 안전율을 정량적으로 산정하는 기존 연구와의 비교를 통해 적정 숏크리트의 모델링 방법을 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.187-195
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• 2005

지하수위 하에서 터널을 굴착하게 되면, 지하수 흐름은 터널내로 발생하면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 지하수 흐름을 고려한 숏크리트 라이닝 거동을 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 투수계수의 비율에 따라 검토하였다. 숏크리트 응력 및 변위 관계는 3차원 유한요소 연계해석을 수행하여 산정하였다. 지하수 흐름 자체는 아칭효과가 발휘되지 않기 때문에, 터널의 응력이 평형상태에 도달한 후에도 침투력은 계속적으로 숏크리트 라이닝에 작용하여 심각한 영향을 준다. 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 인터페이스 특성 및 터널의 단변형상 그리고 라이닝의 두께를 포함한 숏크리트 거동의 영향 인자에 대해 매개변수분석을 실시하였다. 또한 NATM 터널에서의 침투력을 고려한 내공변위 제어법을 제안하였다. 해석결과를 보면, 숏크리트의 투수성이 낮아질수록 잔류수압에 따른 유효응력의 감소로 인해 내공변위는 감소하고 내압은 커지는 것을 알 수 있었다. 띠라서 차수성이 강한 강섬유보강 숏크리트가 해저/하저 터널의 지보재로서 더욱 유리하다는 결론을 얻었다.

• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.93-102
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• 2008

최근 국내 터널현장에서는 기존 H형 강지보의 단점을 보완한 격자지보의 사용이 증가하고 있다. 격자지보는 숏크리트와 일체구조를 형성하며 지반을 지지한다. 따라서 지반하중을 산정하기 위해서는 격자지보 계측이 필요하다. 그러나 국내 터널 현장에서 격자지보 계측은 거의 수행되지 않고 있으며 적절한 계측 방법에 대한 이론도 확립되지 못한 상태이다. 숏크리트 계측에서는 무응력 상태에서 지반하중과 관계없이 숏크리트에서 발생하는 변형률에 대한 고려가 필요하지만 이에 대한 보정은 거의 이루어지지 알고 있다. 본 연구에서는 터널 현장에서의 격자지보와 무응력 숏크리트 계측 결과를 분석하여 주지보 계측의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.330-332
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• 2017

본 논문에서는 숏크리트 지보재의 시간 의존적 경화특성을 고려한 터널 지보재의 3차원 유한요소해석을 수행하였다. NATM터널에 대한 기존 숏크리트 지보재 해석방식에 의한 결과화 제안된 시간 의존적 해석방법의 결과를 비교함으로서, 시간의존적 특성이 숏크리트 지보재의 응력 및 내공변위에 미치는 영향을 분석하였다. 시간 의존적 특성을 고려한 3차원 해석방법이 숏크리트 지보재의 변형을 과소평가 할 수 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.919-930
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• 2014

본 연구에서는 화이버 단면 요소를 이용하여 강재 보강된 숏크리트 합성부재의 하중지지력과 거동을 수치해석적으로 평가하였다. 강재 보강된 숏크리트 합성단면은 여러 개의 화이버로 분할되고, 각 화이버에 정의된 비선형 응력-변형률 관계에 의해 내력을 결정하게 된다. 사용된 유한요소모델의 검증을 위해 수치해석에 의한 숏크리트 라이닝의 하중-변위 변화를 기존 실험연구결과와 비교하였고, 이를 수치해석에 의한 강재와 숏크리트의 응력분포를 이용하여 함께 분석하였다. 그 결과 제안된 해석방법이 강지보와 숏크리트의 재료 비선형성을 고려하여 전체 거동과 강재 및 숏크리트 각각의 하중 저항력을 실질적으로 평가할 수 있음을 보였다. 또한, 단면 내 응력분포로부터 중립축 변화와 강재 및 숏크리트 각각의 휨 하중 분담률을 도출하였다. 하중 변화에 따른 강재의 휨 하중 분담률 변화를 확인하였고, 이를 통해 숏크리트 라이닝 설계에 강재의 휨 저항성능을 고려하는 것이 필요하다고 판단하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6D호
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• pp.615-622
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• 2012

숏크리트는 현장에서 빠른 시공을 실시하여 굴착면을 침식으로부터 보호하고 암괴의 전단이동방지, 암괴의 붕괴방지, 개구절리의 봉합, 응력의 집중완화, 응력전달효과 등에 의하여 후속작업의 원활한 진행이 될 수 있도록 굴착면을 방지하여 지내력을 증대시키는 것이 주목적이다. 숏크리트공법으로는 건식과 습식의 두 가지방법이 있으며, 1997년 이후부터는 건식보다 습식 숏크리트가 많이 이용되고 있다. 그러나 작업 중 목적물에 부착되지 않고 반발되는 현상, 즉 리바운드가 많이 발생하며 이러한 많은 양의 리바운드는 숏크리트와 전체 공사비 원가에 중대한 영향을 미치게 된다. 특히 숏크리트는 재료비, 배합, 타설시간 증가, 재료의 취급과 계량장치에 소요되는 인력 및 버력제거를 위한 비용 증가 발생원인이 되고 있다. 이 연구에서는 국내현장에서 시행한 급결제 함유량에 따른 일반 습식 숏크리트 및 강섬유 습식 숏크리트공법의 시공실적을 분석하여 반발 양 및 강도의 실험적인 분석을 실시하였다. 또한 국내 건설공사에 실제 사용할 수 있는 효과적이고 합리적인 방법을 제시하였다.