• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.403-409
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• 2000

터널공학에 있어서 지보시스템에 가해지는 최종 하중을 제어하기 위한 지보의 거동에 관한 많은 연구가 실시되었다. 기술적으로 타당한 설계와 안전율이 확보된 경제적인 시공을 위해서는 해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 굴착과 보강의 일련의 시공과정에 대한 역학적인 이해가 필요하며 암반-지보 반응거동에 대한 규명이 이루어져야 한다. 암반과 지보의 거동에 관한 대부분의 연구는 단순화한 가정에 의한 이론적 해석이 주를 이루고 있다. 또한 터널 주위의 암반 조건에 따른 명확한 기준이 없어 터널 설계 시 어려움이 많다 본 연구에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 암반조건에 따른 해석을 실시하여 암반-지보 반응곡선을 구하였다. 실제 시공과 유사한 조건을 부여하기 위해 암반등급과 측압계수를 달리하여 해석을 실시하였다. 그 결과 암반조건에 다른 암반-지보 반응곡선의 nomogram을 도출하였으며, 이는 설계 초기에 지보압 및 터널의 허용변위에 대한 효율적인 예측을 실시하는데 있어 유용할 것이다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1999년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.1-7
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• 1999

터널은 일종의 지하구조물로서 지형, 지질, 기후 및 기상 등과 같이 영향을 미칠 수 있는 주변환경이 매우 다양할 뿐만 아니라 예기치 못한 외력이 작용하여 구조물에 중대한 문제를 유발할 수도 있는데, 현재 상황으로는 여러 안전진단보고서에서 볼 수 있는 바와 같이 터널에 발생한 일련의 변상현상을 분석하여 그 원인을 규명하고 적절한 보수보강대책을 마련함으로써 예상치 못한 변상에 대한 터널 안전성을 확보하는 작업에 초점이 맞추어지고 있다. (중략)

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.5-17
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• 2021

본 연구는 도로건설공사 중 발생한 암반 비탈면의 인장균열 발생원인 및 대책 방안을 소개하고자 한다. 확장 가능한 인장균열 범위를 조사하기 위하여 전기비저항 탐사를 수행하여 암반의 연약대 분포 여부를 조사한 결과, 인장균열이 발생한 부체도로 하단에 저비저항대가 나타나며 굴착 비탈면 상단 부근에 저비저항대가 분포하는 것으로 확인되었다. 따라서 발생 가능한 인장균열 위치를 굴착 비탈면 상단으로 결정하여 보강 설계를 수행하였고, 보강방안으로 앵커와 억지말뚝 2열이 제안되었고 비탈면 안정해석을 통하여 보강 이후 허용안전율을 만족하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제9권3호
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• pp.194-203
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• 1999

본 연구에서는 록볼트의 역학적 거동을 파악하기 위하여 지하공동에 설치된 단일 록볼트에 발생하는 축응력 분포, 록볼트-그라우트 접촉면에서의 전단응력 분포와 중립점의 위치를 분석하였으며, 현장의 다양한 지질조건에 대한 록볼트의 보강효과를 분석하기 위하여 여러가지 지반조건과터널크기에서 록볼트의 설치간격과설치길이를 변화시키며 전산해석을 수행하였다. 전산해석결과, 최대 인장응력 및 전단응력의 분포를 파악할 수 있었으며, 중립점의 위치에 영향을 주는 인자가 공동의 굴착폭임을 알 수 있었다. 또한 패턴볼팅으로 보강된 원형공동에서 록볼트에 의한 암반의 봉압효과는 응력 증가비를 사용하여 분석하였으며, 소성대 감소효과와지반 변위 감소효과는 각각 소성대 감소비와 변위 감소비를 사용하여 분석하여 록볼트의 보강효과 경향을 파악할 수 있었다. 이러한 보강효과의 경향분석 결과는 실제 터널의 안정적 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.145-155
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• 2010

최근 국내에서는 해저터널에 대한 관심이 늘고 있고, 실제 해저터널의 건설아 진행되고 있다. 이러한 해저터널의 안정성을 위해서는 차수 및 보강을 위해 그라우팅이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 해저 심부에 위치한 터널을 대상으로 그라우팅 보장이 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역, 암반등급, 숏크리트 두께, 측압계수, 그라우팅 두께, 펌핑의 유무를 달리하여 민감도 분석을 위한 수리-역학적 연계해석을 수행하였다. 수치해석을 위해 FLAC-2D ver 5.0을 사용하였다. 해저터널의 그라우팅 보강 설계를 수행할 경우에는 그라우팅의 강도증가 효과뿐만 아니라 그라우팅 차수로 인해 증가되는 수압의 효과도 같이 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.25-38
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• 2002

터널 굴착선 여굴(Overbreak)은 발파공법에 의한 괄착 중에 필연적으로 발생하는 현상으로서 숏크리트, 라이닝 등의 보강비 추가 발생과 버력 처리량의 증대로 공기 및 공사비를 증가시키는 주요한 요인으로 작용한다. 또한 터널 굴착선 암반의 손상으로 균열층이 형성되거나 부석이 발생하여 안전문제를 야기시키기도 한다. 이러한 여굴 발생은 천공오차, 발파패턴의 오류, 잘못된 화약선정, 불규칙한 암반 특성 등에 그 원인이 있으나, 지금까지 터널 여굴은 천공 및 발파기술에 의해 좌우된다라는 인식이 대부분이었다. 그러나 여굴 발생에 중요한 원인으로 터널 굴착선 암반의 특성과 이에 적합한 발파패턴 및 화약류를 들 수 있다. 본 연구는 여굴 발생에 영향을 미치는 암반상태를 파악하기 위해서 터널 굴착선 주변암반의 균열정도, 강도, 불연속면의 간격, 방향, 간극, 충전물 상태 등의 6가지 요소를 이용하여 암반을 분류하는 발파암 분류법(BI)을 새로 제안하였고, 이 분류에 따라 외곽 공의 간격과 장약밀도를 달리 하는 발파패턴을 정립하였다. 또한 화약의 순폭도와 Air Deck 효과를 이용하여 장약밀도를 조절할 수 있는 N.D.C(New Deck Charge) 발파공법을 개발함으로써 여굴을 최소화할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.1-10
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• 2006

실제 암반에는 단층, 절리, 층리, 균열, 단열, 편리, 벽개 등의 불연속면이 많이 포함되어 있다. 따라서, 불연속면이 암반구조물의 거동을 좌우하고 있다. 암반구조의 복잡성으로 인해 사전에 예측 할 수 없었던 암반의 붕락이 발생하여, 붕락대책에 막대한 비용과 시간을 낭비하는 사례가 많다. 암반 불연속면의 복잡성을 사전 조사단계에서 충분히 파악하거나 대책을 수립하는 것은 어렵다. 최근 터널의 정보화 설계시공이 중요시되어지고 있다. 본 논문에서는 불연속성 암반에서의 터널의 신 정보화 설계시공법을 제안하고, 현지에서 관찰한 불연속면 정보를 근거로 하여 실제 터널현장에 적용했다. 실제 터널현장에 있어서, 터널의 신 정보화 설계시공법을 위해서 새롭게 개발한 수치해석 프로그램을 사용하여 정확한 키블럭 추출이 가능하였다. 사용하기 쉬운 사용자 인터페이스를 가지고 있는 본 컴퓨터 시뮬레이션 기법은 암반블럭의 안정성 계산뿐만 아니라 추가 보강대책공의 설계도 가능하다. 터널 굴착중에 키블럭을 확인하므로써, 제안한 신 정보화 설계시공법의 유효성에 대한 검증을 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.442-456
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• 2018

본 연구에서는 터널의 축소모형실험을 통해 이방성 암반에 설치되는 록볼트의 보강효과를 검토하였다. 이를 위해 터널규격, 암석강도, 이방성 경사, 측압계수를 달리한 두 가지 터널사례를 실험하였다. 구슬달린 자수용 시침핀을 사용하여 전면접착식 D25 이형봉강 록볼트를 모델링하였고 이들을 모형터널의 천반과 측벽에 체계적으로 설치하였다. 첫 번째 사례에서, 무지보 모형은 터널 천정부에서 초기균열이 발생하였지만 록볼트 설치 모형은 록볼트가 설치되지 않은 영역인 터널 바닥부에서 초기균열이 발생하였다. 또한, 록볼트 설치 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력과 최대압력이 각각 11%, 7% 더 컸고, 이방성 암반의 불연속면이 터널의 파괴거동에 미치는 영향은 작아져서 록볼트의 보강효과를 실험적으로 검증할 수 있었다. 지보패턴을 달리 적용한 두 번째 사례에서는, 록볼트의 길이와 수량이 큰 모형일수록 균열개시압력이 크고 하중에 따른 터널면적 축소비율은 작게 나타나, 록볼트의 길이와 수량을 증가시킬수록 록볼트의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제4권1호
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• pp.42-43
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• 1991

균열성암반의 모형화 기술은 계속적으로 보완발전되어 UDEC이 개발되었으며, 현재 UDEC의 최신판은 블록 내부를 다시 유한차분요소로 분할하여 블록의 소성거동(Mohr-Coulomb Model) 및 쪼개짐을 고려할 수 있고, 절리면에서의 유체흐름 및 유압의 발생, 그리고 열응력 해석 등 평면변형 문제의 정적해석과 지진 및 폭발하중을 고려한 동적해석이 가능하다. UDEC은 전처리 기능이 뛰어나 최소한의 입력데이타로써 전체 모형의 데이타를 자동생성시키며 절리면의 통계학적 자동생성 및 터널형상의 자동생성도 가능하다. UDEC은 실용적인 보강요소를 구비하여 Rock Bolt 뿐만 아니라 그라우트를 고려한 Cable Bolt를 모형화할 수 있으며 국부적인(Key Block)보강으로써 불연속체 전체의 안정을 검토할 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.97-102
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• 2007

토사사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있으나 절리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 연구에서는 불연속면의 특성을 나타내는 인자와 암반사면의 형상 인자 등의 변화에 따른 결과를 분석하여, 범용 유한요소프로그램을 이용한 절리암반사면 안정해석의 타당성을 검증해 보고자 한다. 우선 흐름 법칙에 따른 차이를 비교하였으며, 인자효과 연구를 수행하였다. 독립변수로는 불연속면의 역학적 특성을 나타내는 절리면의 경사각과 점착력, 마찰각, 사면형상을 나타내는 암반사면의 경사와 높이 그리고 상재하중을 선택하였다. 그리고 종속변수로서 사면 아래에서 1/3 지점에서의 수평변위를 수치 해석하여 인자효과의 상대적인 크기를 비교해 보았다. 인자효과 연구를 통하여 각 인자에 대한 수평변위의 결과가 다양한 공학적 특성을 만족하여 절리암반사면의 안정해석에 응용이 가능함을 증명하였다. 암반사면의 설계 시 실제 지반조사와 실내실험 결과적용과 비선형성을 고려한 모델링이 가능하며, 강우와 같은 자연재해와 시공 중에 일어날 수 있는 응력변화 또한 표현할 수 있다. 또한, 유한요소해석을 통해 복잡한 암반구성조건과 지반 보강의 효과도 고려할 수 있으므로 절취경사, 보강 등에 대한 공학적인 결정시에 매우 유용할 것으로 사료된다.