• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.271-283
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• 2002

콘크리트 구조물의 건전성 평가에 사용되는 충격반향기법에서는 콘크리트의 P파 속도가 부재의 두께 및 결함의 위치를 찾는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 본 논문의 동반논문인 수치해석편에서 표면파기법을 이용하여 콘크리트 부재의 P파 속도를 신뢰성 있게 추정함을 알 수 있었다. 수치해석 연구에 이어서 본 논문에서는 공극, 불량콘크리트 등의 결함이 내재된 콘크리트 모형 슬래브를 제작하여 제안된 충격반향-표면파 병행기법의 실제 구조물에 대한 적용성 연구를 수행하였다. 실험결과, 표면파기법으로부터 구한 부재의 P파 속도는 두께를 알고 있는 부분에서 충격반향기법으로부터 구한 P파 속도와 거의 일치하였으며, 표면파기법으로부터 구한 P파 속도를 적용하여 충격반향기법을 수행한 결과, 여러 결함의 위치를 신뢰성있게 찾아낼 수 있었다. 또한, 실제 지중에 매설되는 관 형태의 지중 구조물과 지중에 매설된 개착식 터널에서 제안된 비파괴검사기법을 수행한 결과, 구조물의 두께를 신뢰성 있게 구하여 실제 지반구조물에서의 현장 적용성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.434-445
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• 2010

대용량 전력에너지저장시설로서의 복공식 압축공기 지하저장시설의 기밀시스템을 구성하는 콘크리트 라이닝 및 현장 타설 과정에서 발생하는 시공이음부의 투기특성을 파악하고자 콘크리트 블록시료를 이용한 모형실험을 수행하였다. 시공이음부의 투과계수는 콘크리트 블록보다 약 $10^1{\sim}10^4$ 배 정도의 투과성이 큰 것으로 파악되어, 현장 타설과정에서 시공이음부의 품질관리가 저장시설의 기밀성능 확보 관점에서 매우 중요함을 확인하였다. 또한, 접합면에 아크릴계 접착제를 타설함으로써 시공이음부의 투과계수를 콘크리트 블록 수준까지 감소시킬 수 있었으며 콘크리트 블록의 초기 수분함량이 높을수록 투과계수가 감소하여 기밀성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권8호
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• pp.17-27
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• 2017

우리나라 북동부에 위치하고 있는 강원지역은 겨울철 일 평균온도가 영상권을 유지하는 타 지역들과는 달리 일평균온도가 영하로 떨어지는 가장 추운 지역이다. 이에따라 지속적으로 도로터널의 라이닝부에 대한 동결피해 발생 사례가 보고되고 있으나 동결피해 저감을 위한 단열설계 기준 및 관련 연구는 아직까지 매우 부족하다. 본 연구에서는 단열공법 적용에 따른 도로터널의 동결저감 효과를 분석하기 위하여 겨울철 강원지역 도로터널의 지반특성과 기후특성을 고려한 해석적 연구를 수행하였다. 그 결과, 라이닝부의 콘크리트와 숏크리트 두께의 차이는 동결심도에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나 단열재의 적용 시에는 동결심도가 크게 감소하는 것으로 나타났다. 또한 배면지반의 열전도율과 외기온도 지속지간의 변화에 따라서 동결심도가 큰 영향을 받으므로 이러한 영향을 고려하여 단열재의 두께를 산정하여 적용한다면 우수한 동결저감 효과를 보일 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권3호
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• pp.223-237
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• 2010

본 연구에서는 화재에 의한 콘크리트의 단면손실과 역학적 특성을 저하하는 주요 요인 가운데 온도증가율, 즉 초기가열구배를 변화시키면서 모의화재실험을 수행하였다. 그리고 수행된 모의화재실험에서 관찰된 단면손실을 모사하기 위하여 요소제거모델을 활용한 유한요소해석법에 의해 열전달해석을 수행하였다. 이때 모의화재실험결과와 수치해석결과가 가장 일치하는 대류열전달계수를 반복적인 해석과정을 통해 도출하였다 이상의 과정으로부터 얻어진 초기가열구배에 따른 대류열전달계수의 변화를 조사한 결과, 각 초기가열구배별 대류열전달계수의 변화는 분수함수 형태로 근사시킬 수 있었다. 최종적으로 모의화재실험으로부터 도출된 초기가열구배별 대류열전달계수의 변화 결과를 내삽하여 다양한 초기가열구배에 따른 화재경과시간별 대류열전달계수의 변화를 추정할 수 있는 수식을 함께 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.197-208
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• 2003

본 연구는 최근 들어 인천지역에서 발생하는 폐콘크리트 폐기물을 새로운 재생시스템에 의해서 생산된 재생골재를 사용하여 재생콘크리트로 활용가능성을 평가하기 위하여 천연골재에 재생골재를 혼합한 5개의 재생콘크리트 조합으로 나누어 재생콘크리트의 강도특성을 비교해 보았다. 기본적으로 재생골재 각 조합의 물성시험을 통해 골재의 물성치를 확인한 후 이를 바탕으로 콘크리트의 배합설계를 하였다. 모든 조합은 상대비교를 위해 단위골재량 값만을 변화시키고 여타 조건들은 동일하게 하였다. 또한 동결융해 시험 및 플라이애쉬, 고성능 감수제를 첨가한 시험을 통해 내구성과 작업성 문제에 대해서 고찰해 보았다. 재생골재의 물리적 특성 시험결과 재생굵은골재와 재생잔골재 모든 조합에서 비중은 KS의 1종 재생골재 기준을, 흡수율은 2종 재생골재 기준을 만족함을 알 수 있었고, 특히 재생골재 대체율 50%까지는 자연골재와 거의 유사한 물성값을 나타내었다. 또한 동결융해 시험결과 동결전과 동결후의 재생콘크리트 강도 감소율은 일반콘크리트보다 최대 7%까지 낮음을 확인 할 수 있었다. 기존의 폐콘크리트는 단순히 대지조성재, 기초 매립재, 노반재, 아스팔트 혼합물로 이용하는 것이 대부분이었으나 본 시험을 통해 도출된 결과 재생콘크리트는 교량하부공, 옹벽, 터널 라이닝공 등에 사용이 가능할 것으로 판단되고 심한 건조수축의 영향을 받지 않는 구조물 등에도 충분히 사용이 가능하리라 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권4호
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• pp.266-284
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• 2007

최근 국내 터널 분야에서는 현장타설 콘크리트 라이닝을 생략한, 이른바 무라이닝 터널을 적용하려는 시도가 수차례 있었으나 숏크리트가 영구 지보재로서의 성능을 확보하고 있는지에 대한 의구심으로 인해 시공으로는 이어지지 못하고 있다. 숏크리트는 시공 상 문제뿐만 아니라 강도기준이 유럽에 비해 현저히 낮고 내구성에서도 많은 문제를 내포하고 있는 것으로 파악되고 있다. 본 연구에서는 효율적인 배합개선을 통하여 압축강도 40 MPa, 휨강도 4.5 MPa 이상의 고강도 숏크리트를 개발하였으며 급결제 종류와 실리카퓸 첨가량을 주 변수로 하여 최대 2년까지의 성능변화 추이를 분석하였다. 또한 단기 내구성 평가를 위해서는 동결융해, 중성화, 염해에 따른 실험실 촉진 실험과 투수시험을 실시하였으며 장기 내구성 검증을 위해서는 실제 운영 중인 고속도로 터널 내에 시편을 적치하여 복합 환경에 대한 영향을 조사하였다. 분석결과 알칼리프리계만이 유일하게 고강도 목표기준을 만족하였으며, 또한 개발된 고성능 숏크리트가 내구성에 있어서도 매우 우수한 것을 확인하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1982-1990
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• 2010

서울지하철 1~4호선 구간에서 부분적으로 도시터널공법을 채택하여 건설한 노선은 2~4호선으로서, 2호선 구간은 2기 지하철 건설시 시공된 신정기지 인입선 도림천~까치산역 구간 터널을 제외하고는 전체가 재래식 공법(ASSM)을 3~4호선 터널은 지형적인 여건 및 토압의 영향에 따라서 ASSM공법과 NATM공법을 병행하여 건설하였으며, 지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1177-1192
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• 2018

본 연구의 목적은 한랭지역에서 운영 중인 터널구조물의 누수를 유도배수하기 위하여 기존 유도배수시스템을 향상시키는 것이다. 유도배수시스템은 유도배수판, 방수재료인 Hotty-gel, Hotty-gel 돌출 방지판, 공압타카, 고정핀, 집수관, 유도배수관, 철망 및 뿜어 붙임 모르타르로 구성되어 있다. 유도배수시스템은 현장 적용성 및 시공성을 평가하기 위하여 재래식 콘크리트 라이닝 터널에서 시험 시공되었다. 재령 7일, 14일, 21일, 28일, 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월 및 8개월에 약 1,000 ml의 붉은색 물을 유도배수시스템 배면에 주입하여 유도배수시스템의 방수과 유도배수 성능을 평가하였다. 현장 성능 평가 실험이 진행된 8개월 동안 터널이 위치한 지역의 일일 평균 온도는 $-16.0~25.6^{\circ}C$로 측정되었고, 일일 최저 온도는 $-21.3^{\circ}C$, 일일 최고 온도는 $30.8^{\circ}C$였다. 유도배수시스템의 유도배수판에서는 누수가 발생하지 않았지만 재령 14일부터 유도배수관에서 누수가 발생하였다. 유도배수관 누수는 고압의 공압타카와 고정핀 사용으로 두께 0.2 cm인 연성플라스틱 재질의 유도배수관이 변형되었고, 누수 방지를 위한 Hotty-gel의 두께와 폭이 충분하지 않아서 발생한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.957-972
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• 2018

한랭지역에 건설된 터널은 내 외부의 온도변화에 의해 갱구부 또는 환기구와 같이 특정한 구간에서 외부 온도변화의 영향으로 균열, 누수 등을 비롯한 심각한 결함이 발생할 수 있다. 이러한 동결-융해로 인한 터널의 결함을 방지하기 위해서는 동결 피해가 우려되는 구간에 대해서 적절한 동결 피해 방지 대책을 적용하여야 하지만 동결-융해 조건을 판단하는 구체적인 기준은 제시되어 있지 않다. 본 연구에서는 국내 터널의 정밀안전진단 결과를 통해 강원지역의 동결피해 현황을 분석하였으며 향후 한랭지역 터널의 동결피해 저감을 위한 설계 및 유지관리에 활용할 수 있도록 동결-융해 반복일수(F) 조건에 따른 국내 동결피해 가능지역을 분류하고자 한다. 따라서 한랭지역 터널의 동결피해 사례분석과 국내 외 동해환경 평가기준을 바탕으로 콘크리트 시험체의 온도변화에 대한 실내실험을 실시하였으며 실험적 검토결과를 기반으로 시간 및 온도변화에 따른 열류량(W) 분석을 실시하였다. 최종적으로 열류량(W) 분석결과와 국내의 기후특성을 고려하여 동결-융해 반복일(F)에 대한 조건을 제안하였으며, 동절기 동결피해에 대비하여 효율적인 설계 및 유지관리에 활용할 수 있도록 국내 한랭지역을 분류하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.169-188
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• 2023

터널에서의 화재는 지상 화재에 비해 온도상승과 최대온도가 더 높게 나타난다. 이러한 이유로 네덜란드, 독일 등 여러 나라에서는 터널에서 사용하는 별도의 화재 시간이력곡선을 제시하였다. 터널 내 화재는 단면손실과 그 배면의 역학적 특성저하와 같은 터널 라이닝의 손상을 발생시킨다. 본 연구에서는 구조물의 화재안정성 설계 개념과 스폴링에 의한 단면손실, 터널 라이닝 재료의 물리화학적 및 역학적 특성 변화, 구조물 안전을 위한 내화재, 그리고 화재손상 예측모델에 대해 살펴보았다. 화재에 대한 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 설계 단계에서 구조물의 종류와 화재원인을 파악하고 예상되는 단면손실과 손상범위를 확인하여 내화재를 통해 이러한 손상에 대비하는 작업이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 일련의 작업을 수행하는데 참고할 수 있는 사항들을 정리하고 이에 대한 의견을 제시하였다.