• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.61-70
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• 2004

최근 현장 타설 콘크리트 터널 라이닝의 시공 및 유지관리상 문제점을 개선하기 위해 노르웨이에서 개발된 프리캐스트콘크리트라이닝에 대한연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않기 때문에 PCL공법 적용시 지진하중으로 인한 영향을 고려하지 않았다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 지진하중으로 인한 PCL의 영향분석을 선행하여야 할 것으로 판단되어 본 연구에서는 지진하중으로 인한 PCL의 안정성 검토를 수행하고자 하며 이를 위해 실물을 1/5로 축소한 모델체에 대한 진동대 실험을 수행하였으며 PCL의 내진성능평가를 수행하였다. 연구결과, 대섬도터널에서 PCL공법을 적용할 경우, 국내의 내진설계 기준에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.39-50
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• 2015

터널 내 콘크리트 라이닝 및 공동구에는 일반적으로 구조물의 형상 및 강성이 변화하는 위치, 부등침하의 우려가 있는 위치, 온도변화가 심한 곳 등에 신축이음을 설치하여 균열발생을 최소화시키고 있다. 하지만, 설치되는 신축이음의 소요간격은 터널내의 온도변화, 구조물의 시공 및 환경조건, 구조물과 배면지반과의 인터라킹 등에 의해서 영향을 받아 그 간격을 정량적으로 제시하기에는 한계가 있다. 그럼에도 불구하고 고속도로 전문시방서(Korea Expressway Corporation, 2012)나 도로설계편람(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010)에 의하면 콘크리트 라이닝의 신축이음은 터널 입출구부 50m 이내에서는 25m 이하 간격으로 터널 내부에서는 20-60m 간격으로 일률적으로 설치하도록 되어 있어(공동구는 별도기준이 없어 라이닝 기준 준용) 터널건설과 관련하여 여러 가지 시공 및 경제적 문제점을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 신축이음 관련 국내 외 설계기준 및 시방서 기준들을 분석함과 더불어 터널내의 신축이음 관련 현장시험시공과 이론 및 수치해석적 검토 등을 수행하여 터널내의 콘크리트 라이닝 및 공동구의 신축이음 설치방안에 대한 기준을 재정립하였다.

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

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.977-980
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• 2008

최근 터널 라이닝콘크리트의 고질적인 문제점 중에서 유동성 부족 및 충전 불량을 해결하기 위해 자기충전 콘크리트를 적용하고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 최근 다년간에 걸친 연구 결과인 개발한 자기충전 라이닝콘크리트(이하 SCLC로 약함)를 타설 전.후의 유동 특성 및 역학적 특성을 검토하여 현장적용 타당성을 검증하고자 하였다. Packing Factor 배합법에 의해 개발된 SCLC를 현장여건과 골재특성에 따라 현장배합으로 변경하여 타설하였으며 타설 전 SCLC의 Slump flow, 공기량 등을 통하여 유동성능과 내구성능을 검토하였다. 또한, 시간경과에 따른 Slump flow loss를 측정하여 현장타설 가능성을 평가하고자 하였다. 나아가 국내 터널 라이닝에 적용된 첫 번째 타설임을 감안하여 차후 자기충전 라이닝콘크리트를 현장 적용할 때 주의해야할 사항 등과 시공방법을 제시하고자 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.69-78
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• 2009

발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.717-733
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• 2019

본 연구에서는 3개의 공용중인 NATM터널에서 수행된 정밀안전진단 GPR탐사 결과로 라이닝 두께분포 및 배면상태 특성을 분석하였다. 라이닝 천장에서 실시한 GPR 자료분석으로 라이닝 콘크리트와 1차지보재 사이에 공간이 대부분 존재하는 것으로 분석되었다. 다수의 라이닝 종단탐사로 분석된 횡단 두께의 좌 우 불균형은 8.6~253.5 mm로 확인되었으며 급격한 두께편차 주변에서 종방향균열 발생을 확인하였다. 라이닝 천단 중앙에서 실시된 종단 두께 분포는 3개의 적합도 검증을 통해 터널별 최적의 분포함수가 선정되었다. 종방향 라이닝 두께의 평균이 설계기준 이상인 경우 정규분포 및 이와 유사한 분포 특성을 나타내고 있으며, 설계두께 이하의 터널에서는 Gamma, Inverse Gauss분포함수가 해당터널의 라이닝을 대표하기 위한 최적함수로 적합할 것으로 판단하였다. NATM터널(무근) 라이닝의 두께분포는 터널의 상태평가 및 안전성평가를 전반적으로 분석하기 위한 중요한 지표가 될 수 있으며, 향후 기존의 일정한 설계 두께를 적용하기 보다는 GPR탐사를 반영한 라이닝의 현실적인 평가 방법의 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.337-349
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• 1999

터널의 안전진단시 관련기술자들이 겪는 어려움은 터널구조물의 안전성에 미치는 다양한 영 향인자 만큼이나 많다. 때문에 안전진단의 최종결과로 대별되는 상태평가와 안전성평가에서는 터널 안전진단 전문가 또는 전문기관에서 조차 객관적인 결과을 얻어내기가 어렵다. 본 연구에서는 애매함이 산재해 있는 터널구조물의 안전진단시 겪는 여러 가지 문제들 중 콘크리트 라이닝의 상태평가를 보다 정량적이고 객관적으로 수행하기 위하여 인공지능기법 중 진단, 제어, 의사 결정 등에 효과적인 방법으로 알려진 퍼지 추론 방법을 이용하여 해결해보고자 시도하였다. 본 연구를 통해 퍼지추론을 이용한 평가시 스템인 T-FLAS를 개발하고, 기존의 터널 안전진단 결과와의 비교를 통하여, 터널 안전진단에 퍼지추론 적용 가능성을 확인 하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.189-197
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• 2007

터널 라이닝은 대형 화재 등과 같은 고온에 노출될 경우, 폭렬이 발생하고 이로 인해 급격한 온도 전달 및 내력 저하로 구조체 붕괴의 원인이 될 수 있다는 것이 여러 사례를 통해 보고되고 있다. 본 연구는 터널라이닝의 내화뿜칠 재료로 매우 적합할 것으로 판단되는 고인성 고내화성 시멘트 복합체(FR-ECC)를 개발하고 이의 역학적 특성 및 내화 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 FR-ECC에 있어서의 배합 요인을 실험 변수로 내화 시험을 실시하였으며 비정상 온도 분포 해석 기법(nonlinear transient heat flow analysis)을 이용하여 이를 해석적으로 묘사 검증되었다. 또한, 실험 결과를 통해 검증된 해석 기법을 이용하여 터널라이닝에 대한 열전달 해석을 수행하여 FR-ECC를 내화 2차 라이닝재로 이용하는 경우의 거동 특성을 분석하였다. 실험 결과 내화 성능을 향상시키기 위한 FR-ECC의 최적 배합은 PVA 섬유 또는 PP 섬유 혼입률 $V_f=2.0%$, 다공성 세라믹재 혼입률 $V_C=3.6%$, 공기량 $V_A=15%$로 나타났으며, 검증된 비정상 온도 분포 해석 기법을 이용하여 기존 터널에 40mm FR-ECC를 추가 라이닝 한 경우에 대한 해석 결과, 콘크리트 및 철근의 온도 분포가 모두 $350^{\circ}C$ 이내에서 제어되어 터널 내 콘크리트 및 철근에 대한 화재 피해를 방지할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 콘크리트학회지
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• 제21권2호
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• pp.42-49
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• 2009

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.33-45
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• 2007

본 연구에서는 발파 시 발생되는 지반진동이 인접한 터널 지보재의 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 발파진동에 의한 터널의 역학적 안정성을 허용진동속도를 기준으로 검토하였다. 기존에 제시된 미광무국과 서울지하철에서 제시한 이론식, 그리고 수치해석 프로그램을 사용하여 허용진동속도를 초과하지 않는 발파이격거리를 산정하였고, 발파시 콘크리트 라이닝과 록볼트의 거동을 평가하였다. 콘크리트 라이닝의 구조적 안정성에 미치는 발파진동영향은 미미한 것으로 나타났으나, 록볼트에 미치는 영향은 상대적으로 크다는 것을 알 수 있었다.