• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.25-32
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• 2000

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA)방법에 대한 두 가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반에 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 가이닝에 의한 보강으로 구성되었다. 이 방법들에 의하여 추가로 개선된 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용 예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏코리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 부적절한굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀내었다. 그 결과 두 가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다. 특히 시공단계(굴착, 보강)를 보다 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권6호
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• pp.107-122
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• 1997

본 논문에서는 점성토 지반에서의 실드 터널 시공에 따른 지표 침하 예측 기법을 제시하였다. 예측 기법을 개발하기 위해 실드 터널의 시공과정을 모사할 수 있는 3차원 유한요소해석기법을 이용하여 매개변수 변환 연구를 수행하였으며, 해석 결과를 이용하여 지반 거동메카니즘을 고찰하고 지반 거동과 영향 요소와의 관계를 나타내는 데이터 베이스를 구축 하였다. 구축된 데이터 베이스에 대한 다중 회귀분석을 통해 막장 상부에서의 지표 침하비와 변곡점의 위치를 결정하는 반경험식을 개발하고 이를 기존의 정규확률분포함수와 접목시켜 횡단면 및 종단면 지표 침하 형상을 예측하는 기법을 제안하였다. 제안된 예측 기법은 유효요소 해석 결과 및 현장 계측 자료와의 비교를 통해 그 타당성이 입증되었으며, 따라서 제시된 예측 기법은 본 연구에서 고려한 경계조건과 유사한 조건에서 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.10-19
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• 2008

대부분의 터널 침수사고는 파쇄대나 단층대 등과 같은 큰 투수성을 가진 구간에서 발생하는 막대한 용수와 관련이었다. 침수사고의 원인과 대책을 알아보기 위해 시공중 사고 사례를 연구하였으며, 사례분석 결과 침수가 사전에 예측되고 터널 굴착 전에 사전 배수가 이루어진다면 이러한 사고는 충분히 방지할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과에 의하여 이 연구에서는 사전 지반조사와 사전 배수 개념에 의한 새로운 수평 배수 시스템을 제안하였다. 해저터널 시공중에 배수관에 의한 터널 막장의 수압 감소 효과를 분석하기 위해 침투류 해석을 실시하였으며, 배수 시스템의 성능을 분석하기 위해 배수 시스템 분석을 실시하였다. 해석 결과 제안된 사전 배수 시스템이 명백한 배수와 수압감소 효과를 나타났다. 따라서 이 시스템은 해저 터널에 적용되는 기존의 배수 시스템에 대한 대안으로 적용하는 것이 충분히 가능하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.153-162
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• 2007

치환공법을 적용하여 연약지반 상에 시공되는 보강토 옹벽에 대해 연약지반의 두께 및 강성, 치환깊이와 옹벽높이의 변화에 따른 옹벽의 거동을 연약지반 압밀현상과 시공단계를 함께 고려하는 유한요소해석으로 검토하였다. 옹벽의 거동은 벽체에 발생하는 변위와 침하량, 옹벽 기초지반에 발생하는 전단변형율로 표현하였다. 거동에 따른 옹벽의 안정성은 변위와 전단변형율의 한계값을 문헌연구로부터 정하고 이를 기준으로 평가하였다. 해석결과로부터, 옹벽의 거동은 연약지반 두께(t)와 강성, 치환깊이(d), 옹벽높이(h)의 변화에 따라 모두 영향을 받지만, 특히 d와 h의 변화에 민감한 것을 규명하였다. 또한, 옹벽의 안정성 유지를 위해 요구되는 d/h 값은 t와 h의 변화에 대하여 크게 영향을 받지 않음을 보였다. 이러한 결과로부터 연약지반 상 보강토 시공 구간 내에서 옹벽 높이가 변화하지만 그 변화정도가 극심하지 않은 경우에, 적정 치환깊이를 d/h로 나타낸 일률적인 값으로 제안할 수 있다는 결론을 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권8호
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• pp.39-47
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• 2010

최근 국내 외에서 초장대 교량 및 초고층 건물의 시공이 증가하고 있으며, 지반공학적인 측면에서 상부 구조물로 부터 전달되는 큰 하중을 안전하게 지지할 수 있는 대단면 기초의 설계와 시공이 요구되고 있다. 이에 본 연구에서는 연암지반에 실제 시공된 상부 구조물에서 전달되는 수직하중을 받는 전면기초의 거동분석을 위하여 3차원 유한요소 해석을 실시하였다. 해석 시 기초와 지반사이의 접촉면 유 무에 따른 거동을 비교 분석하였으며, 동일한 단면의 기초의 거동을 기초와 지반사이의 상대변위가 연암보다 더 크게 발생할 것으로 예상되는 풍화암 지반조건에서도 분석하였다. 또한 전면기초의 두께를 변화시켜 강성기초와 연성기초의 거동특성을 파악하였다. 본 연구 결과, 접촉면의 거동을 고려하지 않은 해석의 경우 기초의 침하량, 단면에 발생하는 인장응력 및 휨모멘트가 크게 산정되는 것으로 판단되었으며, 그 결과 접촉면의 거동을 고려하지 않을 경우 과다설계에 대한 우려가 있는 것으로 평가하였다.

• 한국측량학회지
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• 제20권3호
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• pp.243-253
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• 2002

최근 들어 수치사진측량은 산업분야를 비롯한 여러 분야에 그 활용범위가 확대되면서 측정정확도의 향상을 위한 다각적인 연구가 진행되고 있으며 그중 다중영상을 이용한 해석방법은 많은 연구자들로 하여금 관심을 모으고 있다. 그러나 이 방법은 영상획득의 용이성과 높은 해석정확도의 확보가 가능한 반면 처리데이터양의 증가로 많은 처리시간과 노력을 요하게 되므로 처리과정의 자동화를 통한 작업의 효율성 향상을 기하여야 한다. 이에 본 연구에서는 정밀시공이 요구되는 전파망원경에 대해 다중영상을 획득하여 이를 해석하기 위한 영상해석과정의 자동화를 구현하고 대상물에 대한 정밀 측정 및 정확도 향상을 꾀하고자 하였다. 연구결과 정밀한 측정을 요하는 대상물에 대해 다중영상해석을 통한 정확도 향상을 도모할 수 있었으며 이를 토대로 전파망원경의 정밀 측정 및 곡률산출을 수행하여 대상물의 시공 후 조립정확도를 검사할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권6호통권58호
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• pp.192-203
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• 2009

본 연구는 경부고속철도(대구~부산) 도심통과 노반신설 공사중 기존 부산지하철 1호선 및 부산지하철 2호선 구간에 대한 안정성에 관한 연구로서 현장조사를 실시하여 대상시설물의 외관상태, 품질상태 및 내구성능 등을 평가하고 MIDAS/GTS를 이용한 수치해석을 통해 대상시설물 및 본선터널의 안정성을 검토하는데 그 목적이 있다. 지하수위 하에서 터널이 시공되는 기본 메카니즘과 3차원 유한요소해석 응력-간극수압 연계해석을 수행한 후 라이닝 작용하중, 막장안정성, 지표침하 등 지하수와 터널굴착의 상호관계를 고찰하였다. 수치해석의 결과 1, 2호선의 최대침하, 부등침하, 라이닝응력 등은 허용치 이내이며 손상 정도는 무시할 수 있는 정도의 경미한 것으로 나타나고 있다. 그러나 실제 터널 시공시 막장거동을 최소화하기 위하여 필요시 Pre-Grouting을 시행하여 터널 굴착시 터널내 유출수를 최소화하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.229-242
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• 2009

본 논문에서는 터널굴착으로 발생한 지표면에서의 최대 침하 및 수평변위와 총 침하부피량을 추정하기 위하여 서로 상이한 지층에서 다양한 깊이 및 직경, 서로 다른 시공조건(지반손실량)을 가진 터널에 대해 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과로부터 얻어진 지표면에서의 최대 침하량은 터널 굴착부 천단에서의 최대 침하량과 지층별, 터널직경 및 깊이, 시공조건(지반손실량)별로 비교되었으며, 또한 지표면에서의 최대 침하량은 지표면에서의 최대 수평변위량과도 비교하였다. 뿐만 아니라, 터널굴착부에서 발생한 지반손실량($V_L$)과 지표면에서 형성된 총 침하부피량($V_s$)을 지층 및 터널깊이와 직경을 달리하여 상호 비교하였다. 수치해석을 통해 얻어진 결과는 그 적용성과 타당성을 검증하기 위하여 기존 현장계측자료와의 비교가 수행되었으며, 이를 통해 본 연구의 수치해석 결과가 향후 터널굴착으로 발생된 주변 지반의 거동을 파악하고 분석하는 실무자료로서 활용될 수 있다는 것을 파악하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.310-320
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• 2012

본 연구에서는 2-아치 터널의 장점을 활용하면서 병렬터널의 경제성도 확보할 수 있도록 고안된 2-아치변단면 터널의 설계와 시공사례를 소개하고 경제성 분석을 수행하였다. 변단면부의 안정성 확보를 위해 근접병렬터널구간은 tie-bolt와 RRS로 보강하였으며, 2-아치구간은 EPS블록과 콘크리트벽체로 보강하여 설계하였다. 중앙 필라부는 이론적 방법과 수치해석적 방법을 이용하여 안정성 평가를 수행하였으며, 다양한 필라폭에 대한 안정성평가도 수행하였다. 또한, 터널의 3차원 수치해석을 통한 안정성평가를 수행하여 시공중 계측자료와 비교 분석하였다. 본 설계시공사례를 통해 경제성분석을 수행한 바, 10개월의 공사기간 단축과 11%의 공사비 절감효과를 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.35-48
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• 2009

일반적으로 단층대는 지반의 공학적 특성이 불량하므로 터널 시공시 굴착으로 인한 지반변위가 과다하게 발생하여 인접구조물에 악영향을 줄 수 있으며, 지하수 유입으로 인한 지반강도의 급격한 저하로 터널의 안정성 확보가 어렵다. 따라서, 인접구조물의 영향을 최소화하고 터널의 안정성을 확보하기 위하여 지반안정을 위한 차수 및 보강대책이 수립되어야 한다. 본 연구에서는 경부고속철도 노선 중 양산단층대를 통과하는 약 570m구간의 터널시공 사례를 분석하여 보강대책의 적정성에 대하여 분석하였다. 침하량 검토결과, Loganathan 등(1998, 2000) 식을 활용하여 산정한 침하량은 수치해석 결과와 유사하게 나타나 예측식의 적정성을 확인하였다. 단층대 구간에서 수행된 시험시공결과를 분석하여 적용공법의 적정성을 검토하였으며, 수치해석적 방법을 통하여 보강공법의 적용성을 검토하였다. 검토결과 대책공법 적용으로 터널변위가 감소하고 지보재 응력이 허용치 이내로 발생하였으므로 적용된 대책공법은 적정한 것으로 판단된다.