• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5C호
• /
• pp.359-368
• /
• 2006

시공후 터널의 거동에 영향을 주는 대표적인 인자들로 시간에 따른 투수상태와 지반의 장기거동을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인자들과 관련된 터널거동을 분석하기 위한 수치해석모델을 개발하고 터널이 겪을 수 있는 다양한 시공 후 하중 조건에 대하여 수치해석을 수행하였다. 터널 변상에 대한 영향인자와 터널거동의 메카니즘을 파악하기 위해 가능한 모든 변상 발생 시나리오를 구성하였으며, 부직포의 투수계수, 수위상승, 장기적인 이완하중과 과발파로 인한 손상 등 터널의 시공 후 장기 변상에 관련된 인자들이 조사되었다. 시공 후 터널 변상 발생 시나리오는 터널형식과 그에 따른 하중 메카니즘에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 토사터널에 대해서는 투수상태와 관련된 거동이 주요 변상의 원인으로 분석되었으며 배수재의 투수계수 저하와 수위상승에 의한 영향에 대해 분석하였다. 암반 터널에서는 암반의 점소성 거동을 분석하였고 암반의 이완과 크립에 의한 장기적인 이완하중의 영향에 대해 연구하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.223-230
• /
• 2005

최근 들어 매스콘크리트 구조물의 해석에 대한 연구가 증가 추세에 있다. 대형 콘크리트 구조물은 일괄 타설하지 않고 분할하여 타설하기 때문에 서로 다른 발열특성 및 시간의존적 특성을 지닌 콘크리트로 구성된 구조물이 됩니다 따라서 실제 구조물과 근접한 수화열해석 모델을 만들기 위해서는 시공단계를 고려한 모델이 필요합니다. 본 연구에서는 교각 기초의 온도균열을 방지하기 위하여 열응력 검토를 실시하였으며, 이때 기초는 보통 콘크리트를 사용하고 $12m\times14m$의 면적과 3m 높이를 가지는 것을 모델로 하였다. 2단계로 분할하여 타설된 기초구조물에 대해서 별 해석을 수행하고 그 결과를 분석합니다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권4호
• /
• pp.221-234
• /
• 1999

본 논문에서는 불연속암반내 시공되는 터널의 유한요소해석에 있어서 절리요소를 이용한 불연속면의 모델링에 관한 내용을 다루었다. 불연속 암반터널의 모델링이 가능한 유한요소해석 프로그램의 개발을 위해 기존의 유한요소해석 프로그램 GEOFE2D에 불연속면의 모델링이 가능한 절점변위 절리요소를 적용하고 모형실험 및 기존의 상용프로그램과의 비교를 통해 그 타당성을 검증하였다. 또한 검증된 GEOFE2D를 이용하여 불연속면이 터널의 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위해 불연속면이 터널을 관통하는 경우에 대한 해석을 수행하고, 그 과정에서 불연속면과 숏크리트 라이닝 교차부에서의 변위 적합조건을 만족시킬 수 있는 불연속면 모델링 기법을 제시하였다. 한편, 해석결과를 분석한 결과 불연속면은 터널 주변의 응력-변형률 상태에 현저한 영향을 미치며, 특히 불연속면이 관통하는 부위에서의 숏크리트 라이닝 축력 및 휨 모멘트가 현저히 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 불연속면을 포함하는 터널의 거동해석시에는 불연속면에 대한 보다 상세한 모델링이 수반되어야 실제 거동에 보다 근접하는 해석결과를 도출시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
• /
• 한국공간구조학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집 제3권1호(통권3호)
• /
• pp.246-255
• /
• 2006

현재 공동주택에서 진동 및 소음이 사회문제로 대두되어 바닥판 슬래브가 점차로 두꺼워 지고 있다. 기존의 공동주택은 대부분의 슬래브의 두께가 12-15cm로 지어졌고, 최근에는 18-2lcm로 설계되어 시공되고 있지만 바닥판의 스팬이 길어짐으로 해서 진동문제가 여전히 발생할 수 있는 가능성이 매우 높다. 공동주택의 바닥 슬래브의 합리적인 진동해석 및 평가를 위하여 보다 정확한 진동해석이 수행되어야 하므로 바닥 슬래브의 시공방법 및 재료에 따라서 상세하게 모델화하여야 한다. 실제 바닥 슬래브의 수치해석에 있어서 매우 상세하게 모델화하여 진동해석을 수행하는 것은 현실적으로 어려우므로 이에 대한 대안으로 본 논문에서 아파트의 바닥 슬래브에 대한 보다 합리적인 수치해석 방법을 제안하고자 한다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제10권2호
• /
• pp.41-56
• /
• 1994

지하수위 하에서 터널이 시공될 경우, 터널막장은 시공 중 용수에 의한 영향을 받게 되며 지보 System은 시공 후 지하수 흐름이 문제시 될 수 있다. 븐 연구는 터널막장 및 라이닝에 대해 배수조건에 따른 지하수 흐름을 고려한 적절한 해석 및 설계방법을 제시하고 있다. 첫째, 시공 완료 후 터널 라이닝이 배수조건에 따라 받게 되는 지하수의 영향을 라이닝에 작용하는 응력 및 변위로써 검토하고 각 배수조건별로 적절한 해석 및 설계방법을 제안하였다. 둘째, 시공 중 굴착에 의한 지하수의 흐름이 문제가 되는 터널막장에 대해서 지하수 흐름의 3 차원 모델링을 수행하였으며, 그 결과를 막장의 안정성에 대한 이론적 검토에 반영하여 침투력이 막장의 안정성 미치는 영향에 대하여 검토하였다. 또한 막장을 평면변형률조건(plane strain condition)으로 모델링 하여 침투 고려시와 지하수의 미고려시에 막장면에 작용하는 응력 및 변위를 산출하여 침투력이 막장면에 미치는 영향을 검토하였다. 연구 결과, 터널 시공시 지하굴착 및 배수에 의한 지하수위 저하가 크지 않은 구간에서 터널막 장은 정상류 흐름에 의한 침투력을 고려한 적절한 안정대책이 요구되며, 터널 라이닝 또한 침투를 고려한 배수개념이나 내부 라이닝이 정수압을 견뎌야 하는 비배수 개념에 의해 설계 및 시공이 이루어져야 함을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권4호
• /
• pp.1529-1539
• /
• 2013

최근에 일본의 시공사례에 따르면 터널확대를 위해 보호공(프로텍터)을 설치하고 기존 터널을 사용하면서 시공하는 경우에는 록볼트를 굴착방향에 수직하게 타설할 수 없어서 경사지게 타설하는 경우가 있다. 운용 중인 터널을 확대 시공하는 경우에는 작업조건이 매우 나쁘기 때문에 록볼트의 패턴(경사 록볼트 설치, 사전 록볼트 시공, 록볼트 제외 등)에 대한 검토가 필요하다. 이 연구에서는 모형시험을 이용하여 일반적으로 터널 굴착방향과 수직하게 설치되는 시스템 록볼트의 보강효과와 터널 굴착방향에 경사지게 설치되는 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 비교하였다. 모형 록볼트의 설치각도, 설치간격, 정착 길이 등을 변화시켜 총 24회의 모형시험을 수행하였으며, 모형시험 결과 모형볼트 1개가 부담하는 면적에 대한 이완하중 발생률은 부담면적 감소에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 모형볼트 정착 길이 변화에 따른 이완하중 발생률은 정착 길이가 길어질수록 감소하는 경향이 나타났다. 한편 터널 지보재 설치효과를 주변 지반의 공학적 특성 증가로 간주하는 지보재 모형화 방법에 의한 2차원 수치해석 결과가 모형시험의 처짐 증가량 발생경향을 유사하게 예측하는 것으로 나타나 본 해석 기법이 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 적절히 모사할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.197-207
• /
• 2001

1980년대 이래 국내 터널의 시공법은 원지반의 강성을 활용한 NATM이 주를 이루고 있다. 그러나 NATM은 터널내부에 설치되는 내부라이닝의 여러 가지 문제점을 내포하고 있기 때문에 노르웨이에서는 조립식 터널 라이닝(Pre-Cast Concrete Lining, PCL)을 개발하여 현장타설 콘크리트 라이닝의 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나 노르웨이와 같은 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않고 있기 때문에 PCL공법 개발당시에 지진에 대한 영향을 고려하지 못하였다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 먼저 지진에 대한 영향을 분석하여야 할 것으로 판단되므로 본 연구에서는 PCL공법 적용시 지진에 대한 안정성 평가 및 합리적 내진해석을 위한 연구를 수행하고자 하였다. PCL의 내진성능을 판단하기 위하여 먼저 국내에서 주로 많이 사용되고 있는 해석기법인 유사정적해석법과 응답스펙트럼해석법을 이용하여 분석하였으며 지반과 구조물의 상호작용에 대한 영향을 분석하기 위해 시간이력해석을 수행하여 터널심도별 PCL의 내진성능을 분석하였다. 이와 같은 방법으로 PCL의 내진해석을 수행한 결과, 부재에 발생된 응력이 허용응력 이내에서 발생되어 PCL의 내진성능을 확보된 것으로 판단된다. 또한 시간이력해석에 의한 지반-구조물 해석을 수행한 결과에 의하면 PCL의 내진성능을 확보하기 위한 터널의 최소 토피고가 터널직경에 2배 이상인 것으로 확인되었다. 또한 단순 구조물의 내진해석만으로는 PCL의 내진성능을 과소평가할 우려가 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.53-63
• /
• 2011

본 논문에서는 일련의 현장시험과 수치해석을 통해 연약 암염층(Sabkha)에 보강된 스톤컬럼의 침하거동 특성을 평가하였다. 스톤컬럼으로 보강된 복합지반의 침하거동특성을 평가하기 위해 Saudi의 Kayan 지역에 시공된 스톤컬럼에 대한 현장 재하시험을 수행하였다. 스톤컬럼의 보강효과를 평가하기 위해 현장시험결과와 Pribe의 간편법, 그리고 수치해석 결과를 상호 비교 분석 하였다. 수행된 연구결과, Priebe 제안식으로 산정한 침하량은 스톤컬럼이 시공된 실제 현장의 침하량보다 과다하게 평가함을 확인하였다. 또한, 수치해석을 통해 스톤컬럼이 보강된 복합지반의 거동을 예측할 때, 주변에 시공된 스톤컬럼들의 구속에 의한 지지력이 향상되는 효과를 적절히 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제34권3호
• /
• pp.196-207
• /
• 2024

근래 들어 도심지 구간에서 공동주택 건설과 같은 개발행위가 빈번히 이루어짐에 따라 운영 중인 기존 지하철과 인접하여 지상구조물이 시공되는 경우 지하철 구조물 및 궤도에 영향을 끼쳐 안정성 및 사용성에 문제를 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 지하철 인접 지상구조물 시공시 기존 지하철의 안정성 확보를 위한 종합관리대책을 제안하였다. 기존 지하철에 대한 근접도 평가, 기존 구조물 안정성 검토, 궤도 안정성 검토, 집중관리구간 선정 및 계측계획 수립 등의 4단계 종합관리대책을 수립하여 인접시공 영향을 최소화하였다. 1단계 근접도 평가를 통해 계측 점검주기를 선정하고, 2단계 시공단계 및 지하수 영향을 고려한 3차원 수치해석을 통해 기존 지하철 및 정거장 구조물의 변위, 응력 등 안정성을 검토하고, 3단계 궤도틀림 등 궤도 안정성을 검토하여 열차운행의 안전성을 검토하며, 4단계 수치해석 결과를 바탕으로 변위 집중구간을 집중관리구간으로 선정하여 중점적인 계측관리가 수행하도록 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.41-51
• /
• 2006

본 논문에서는 숏크리트 라이닝 충간 부착성이 숏크리트 라이닝의 하중지지력에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 이를 위해 축소 모형시험과 유한요소해석을 병행하여 더블쉘 터널 시공시 숏크리트 충간 부착성과 숏크리트 라이닝의 하중지지 특성과의 관계를 알아보았다. 연구결과 NATM의 더블쉘 구소와 같이 라이닝 층간 부착이 확보되지 않는 경우에는 이완하중 작용시 응력이 집중되는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 토피고 증가에 따라 그 차이가 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합하여 설계와 시공시 고려하여야 할 주안점을 제시하였다.