• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.23-36
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• 2008

쏘일네일링 공법은 수동보강재를 이용하여 원지반의 전단강도를 증가시켜 지반을 보강하는 공법이다. 쏘일네일링 공법에서 전면벽체는 현장타설 콘크리트 격자블록과 현장타설 콘크리트 벽체의 2가지 형태가 있으며, 1:0.7 보다 완만한 사면일 경우에는 현장타설 콘크리트 격자블록이 사용되고 있다. 또한 1:0.5 보다 급한 사면인 경우에는 숏크리트에 두께 30cm 정도의 현장타설 콘크리트 벽체를 합벽으로 시공하는 형태의 전면벽체가 활용되고 있다. 이 연구는 새로운 쏘일네일링 공법으로 조립식 쏘일네일링 공법을 제안하였다. 조립식 쏘일네일링 공법은 두께 20cm의 공장 제작된 콘크리트 패널을 사용하여 조립식으로 시공하는 공법으로 기존의 쏘일네일링 공법에 비해 전면벽체의 품질과 시공성을 향상시킬 수 있으며, 사면 절취 후 바로 콘크리트 패널을 절취면에 부착하여 전체 사면의 안정성을 증대시키는 효과가 있다. 본 연구에서는 실물규모의 사면단면에 파괴재하시험을 실시하여 조립식 쏘일네일링 공법에서 사용하고 있는 콘크리트 패널에 의한 전면벽체의 강성에 의한 구속효과에 의한 영향을 규명하고자 하였다. 대형파괴재하시험결과 숏크리트 전면벽체로 시공된 일반 쏘일네일링 공법에 비해 콘크리트 패널의 강성 전면벽체를 사용한 조립식 쏘일네일링 공법의 경우 하중-침하 관계가 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.21-29
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• 2022

주방식 공법(room-and-pillar method) 또는 격자형 지하공간은 굴착부를 일정한 간격으로 직교하도록 굴착하여 자연 암반을 구조체로 활용하여 공간을 형성해 나가는 공법을 말한다. 이러한 굴착은 굴착 방향과 순서에 따라 최대 변위가 발생하는 굴착 단계와 크기가 다르게 나타날 수 있다. 본 연구에서는 격자형 굴착공정의 최적 설계를 위하여 숏크리트 및 록볼트 등 지보재가 설치되는 것을 고려하여 특정 지반조건에서의 격자형 지하공간 설계 및 시공 시 안정성과 시공성을 해석적으로 검토하였다. 해석적 방법을 사용하여 지반조건을 설정하고 일정 상재하중 하에서 굴착단계와 시공 종류별로 암주 응력과 천단 변위를 확인하였다. 공간의 높이는 8m로 일반 사무실 크기보다 높게 설정하여 장비나 플랜트 시설을 감안하여 검토되었다. 또한, 숏크리트와 록볼트를 고려하여 지보재 설치에 따른 변위 제어의 정도를 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.249-257
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• 2006

지반 설계 인자는 공간적으로 분포하는 특성이 있으며, 이는 터널의 설계와 시공과정 뿐만 아니라 장기 거동에 큰 영향을 미친다. 그러나 일반적으로 터널의 수치해석을 위한 설계 지반 인자는 대상 영역을 대표하는 값 또는 대상 영역의 광역적 평균값 등이 적용되고 있다. 특히, 지하공간의 크기가 증가할수록 설계 지반 인자의 불확실성 및 공간적 분포 또한 증가한다. 결국 이러한 불확실성과 공간적 분포 특성의 확대는 해석의 정확성 및 신뢰성 저하를 초래하게 된다. 따라서, 대형 터널의 구조적 안정성을 확보하기위해 지반 물성치들의 공간적인 분포에 대한 정량적인 조사가 설계시 포함되어야 한다. 본 연구에서는 지반 물성치 및 구조적 설계 인자의 공간적 분포가 터널의 변위에 미칠 수 있는 영향을 분석하였다. 여러 COV(Coefficient of Variation)에 따라 정규분포하는 지반 물성치의 공간적 특성이 이상화된 원형 터널의 변위에 미치는 영향에 대한 분석과, NATM(New Austrian Tunneling Method) 터널에서 숏크리트의 강도의 공간적 분포가 터널 변위에 미치는 영향을 분석하였다. 공간적 분포의 COV가 증가할수록 터널 주변 발생하는 변위량도 증가하는 것으로 나타났으며, 분석 결과 이들은 지반 물성치에 따라 고유한 계수를 갖는 삼차방정식으로 표현된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.209-216
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• 2003

현재 국내에서는 굴착 후 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝을 현장에서 타설하는 NATM이 일반적인 터널공법으로 정착되어있는 상태이다. 이에 반해 최근 암반이 양호한 스칸디나비아 반도 부근의 국가를 중심으로 무라이닝 터널공법이 개발되어, 세계각국으로 확대되고 있으며 비교적 암반이 양호한 국내에서도 이러한 무라이닝 터널공법에 대한 적용성이 활발히 연구중 이다. 무라이닝 터널공법은 영구 무지보 지하공동에 대한 연구를 근간으로 발달되어 왔으며, 영구 무지보 지하 굴착에 관해서는 Barton이 수많은 사례기록들을 토대로 일반적인 조건 7가지를 제시하고 있다. 이 조건들은 Q-system에 관한 조건이지만, 국내에는 적용된 실적이 없는 조건이다. 따라서, 이 조건들에 의해 산출된 Q값에 대한 입력변수를 임의의 일반 도로터널단면에 적용하여, 불연속체 해석기법인 UDEC-BB을 사용하여 각 조건에 대해 수치해석적 검증을 실시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.181-190
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• 2003

수렴-제한법은 수학적 모델 및 지반응답곡선을 통하여 터널안정조건을 평가하는 방법이다. 본 연구에서는 수치적 모델에 의하여 수렴-제한법을 검토하였다. 이 방법은 수학적 모델을 위한 기본가정이 필요 없고, 일반 형태의 터널에 적용할 수 있다. 본 연구결과에 따르면 2차원 수치해석에서 사용되는 숏크리트 강성변화 및 하중분담율은 중요한 요소가 아니며, 지반응답곡선과 지보반응곡선은 상호의존적인 것으로 나타났다. 터널구조는 지반과 지보의 상호작용에 의하여 분석되어야 한다. 그러므로 합리적인 터널설계를 위해서 터널의 안정성은 지반응답곡선에 의한 정성적 판단과 수치해석에 의한 정량적 검토가 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.315-323
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• 2016

본 연구는 동계올림픽의 대표적인 종목인 봅슬레이 경기장 건설을 위한 봅슬레이 트랙 실물크기 모형제작 방법 및 내구성 평가이다. 봅슬레이 경기는 속도감이 엄청나고 그 위험성 또한 대단히 높아 선수의 안전을 위한 안전설계와 고성능 숏크리트를 이용한 정밀 시공이 필수적이다. 또한 봅슬레이 트랙은 다양한 커브와 경사로 이루어져 있어 일반 거푸집 시공이 어렵고, 고강도 고내구성 재료를 통한 시공이 필요하다. 본 연구를 통해 개발 된 봅슬레이 트랙 실물크기 모형제작 방법 및 내구성 평가는 2018 평창 동계 올림픽 슬라이딩 센터 및 봅슬레이 트랙 건설을 국내기술력으로 시공하기 위함 이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.551-565
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• 2017

차수용 박층 멤브레인은 폴리머를 주요 구성성분으로 하는 재료로서 높은 부착성능과 시공성을 특징으로 하는 방수 재료이다. 차수용 박층 멤브레인은 일반적으로 콘크리트 또는 숏크리트 라이닝과 일체화되어 복합 구조체 형태로 방수 기능을 발현하는 재료이다. 본 연구에서는 지하구조물의 대표적인 구조물인 터널에서 차수용 박층 멤브레인 타설이 가능한 콘크리트 라이닝 재료에 차수용 박층 멤브레인을 적용할 경우 콘크리트 라이닝의 거동 변화를 수치해석적 방법으로 검토하였다. 콘크리트 라이닝의 거동은 3점 휨 시험을 수행하는 것으로 가정하고 이때 발생한 하중-변위 관계를 통해 콘크리트 라이닝의 최대 휨 하중 변화와 항복 이후 변화를 검토하는 방법으로 연구를 수행하였다. 해석결과, 콘크리트 라이닝에 차수용 박층 멤브레인 시공을 통해 고려할만한 보강효과를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.365-375
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• 2006

일반적으로 터널2차라이닝의 구조해석에는 골조해석모델이 적용되고 있다. 본 모델은 경험적 방법에 의한 지반 이완하중을 고려하고 있으나 주관적이고 과대평가되는 경향이 있다. 2차라이닝에 작용하는 지반하중은 숏크리트 및 록볼트와 같은1차지보재의 지지력 상실에 기인한다. 그러므로 2차라이닝에 작용하는 지반하중 산정에는 1차지보재와 지반의 평형상태가 고려되어야 한다. 지반-라이닝 상호작용(Ground-Lining Interaction, GLI)모델은1차지보재의 지지력 상실에 의해 야기된 지반의 변형을2차라이닝이 지지하는 개념을 토대로 수립되었다. 따라서 GLI모델은 복잡한 지반조건과 1차 지보재의 설치조건을 합리적으로 반영한 지반하중을 고려할 수 있다. 2차라이닝에 작용하는 하중은 지반하중 외에 지하수압, 지진하중 등이 있다. 극한강도 설계법을 이용한 라이닝 구조보강을 위해서는 계수하중 및 다양한 하중조합이 고려되어야 한다. GLI모델은 계수하중을 고려하기 곤란하기 때문에 개별 하중에 대해 산정된2차라이닝 단면력에 하중계수를 곱하는 중첩의 원리를 적용하였다. 끝으로, 본 연구에서 제시된 GLI모델을 이용한 2차라이닝 설계방법을 저심도 지하철 터널에 적용하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.245-256
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• 2008

터널 주지보재의 하나인 강지보재는 굴착 후 숏크리트 또는 록볼트의 지보기능이 발휘되기까지 터널 굴착면의 안정을 도모하는데 매우 중요한 역할을 수행한다. 일반적으로 수평터널의 강지보재는 중력방향으로 설치되고 있으며 시공성 및 안정성 측면에서 모두 유리한 것으로 알려져 있다. 그러나 경사터널의 경우는 터널 벽면에 작용하는 주응력 방향과 중력방향이 서로 다르기 때문에 최적의 강지보재 설치방향은 수평터널에서의 중력방향과는 다를 수 있다. 본 연구에서는 수치해석 방법을 이용하여 경사터널 벽면에 작용하는 힘의 작용방향을 규명하였으며 그 방향이 최적의 강지보재 설치방향이 될 수 있다. 즉, 강지보재의 지보효율은 터널 변위가 발생하는 방향으로 저항하도록 설치하는 경우에 최대가 될 수 있다. 국내 터널설계기준에서 제안하고 있는 경사터널에서의 세 가지 강지보재 설치방향을 모델로 설정하여 단계별 해석을 통한 비교검토를 수행하였다. 연구결과 경사터널 벽면에서의 변위 발생각은 막장경사와 관계없이 모두 터널 굴착면에 수직한 방향과 유사한 각도로 발생하므로 경사터널에서의 강지보재는 터널 굴착면에 수직인 방향으로 설치하는 경우가 지보효율 측면에서 보다 유리한 것으로 검토되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.433-439
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• 2023

본 연구에서는 높은 역학적, 내구적 성능이 확보된 UHPC(Ultra High Performance Concrete) 배합을 기반으로 보수재료를 개발하기 위해 일반 콘크리트 보수면을 대상으로 부착성능을 평가하였다. 보수 대상 모체의 표면의 거칠기와 습윤 상태 그리고 보수재료 배합에 폴리머 혼입 및 PP, PVA 섬유 사용을 고려하여 총 10가지 시험 변수를 적용하였다. 폴리머를 혼입함에 따라 큰 폭의 강도 저하가 발생하였으며 이는 워커빌리티 조정을 위해 추가로 사용한 감수제의 영향으로 사료된다. 또한 플라스틱 계열 섬유를 혼입함에 따라 플로우가 최대 13.8 % 감소하였다. 부착면의 상태를 고려한 보수재료의 부착 강도 평가 결과 UHPC 기반 보수재료를 사용하는 경우 보수 대상 모체의 표면이 건전하다면 별도의 면 처리 작업 없이 높은 부착성능을 확보할 수 있는 것으로 판단된다. 또한 UHPC 기반 보수재료는 부착면의 습윤하더라도 높은 부착성능을 나타내었다. 추후 UHPC 기반 보수재료의 개발을 위해 숏크리트 적용과 구배 타설에 대한 연구가 진행될 예정이며 콘크리트 구조 보수재료로써의 경제성과 성능 확보를 위해 지속적인 보수재료 배합 개선이 수행될 계획이다.