• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.197-204
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• 2007

터널은 굴착에 의해 지반의 변형을 일으키며, 지보를 설치하고 시간이 지남에 따라 점차 안정화된다. 터널 굴착이 지반 거동에 미치는 영향은 계측지점과 막장간의 거리가 증가함에 따라 감소한다. 터널의 변위가 수렴하여 안정화되는 시점을 예측할 수 있다면, 안정화 이후 이루어지는 여러 공정들을 앞당김으로써 시간적, 경제적 손실을 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 변위 수렴 시점을 예측하기 위하여 관리도 기법을 적용하였다. 퇴적암을 기반으로 하는 터널에 대한 관리도 판정 결과, 막장에서부터의 거리가 최대 100 m 이내에서 변위가 수렴하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.39-46
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• 2016

터널구조물의 안정성 최종평가는 굴착완료 후 현장계측을 수행하여 계측값의 수렴 여부를 통해 판단하는 것이 일반적 평가 기준이다. 본 연구에서는 굴착하는 터널 주변 지반조건이 불량하여 터널 안정성 확보를 위한 보강을 적용한 후 국부적으로 보강구간에서 추가적인 붕락 또는 과다변위가 발생한 터널현장시공 사례의 해석적 방법과 상관성을 분석하였다. 추가 붕락터널에서 붕락유형을 조사해 보면 대부분 천단부 붕락이 발생하고 붕락된 구간에 대한 지질적인 조건을 분석해보면 천단부에서 지표부 인근까지 연장되어 존재하는 단층파쇄대가 존재하는 경우와 상관성이 있는 것으로 분석되었다. 이와같이 단층파쇄대와 같은 지반조건이 터널 천단부에서 지표부 인근까지 연장성을 가지는 경우에는 기존 수치해석적 방법으로 예측한 거동보다 더 큰 거동을 하는 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.71-82
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• 2017

터널설계 및 시공 안정성을 확보하기 위해서는 필수적인 조건은 터널구간에 대한 세부적인 지반조사분석이다. 이러한 지반조사의 중요성은 터널구간에 단층파쇄대 분포와 규모 그리고 지하수 분포에 대한 분석을 위해 필요하다. 그러나 터널구간의 지형조건과 민원 등의 제한조건으로 터널설계시 지반조사를 수행하는데 어려운 경우에는 최소한의 조사를 수행한 결과를 활용하여 터널설계를 수행한다. 따라서 이러한 경우 터널 시공 중 단층파쇄대가 발생하는 경우에는 터널안정성 확보를 위해서 설계변경을 수행하여 보강공법을 결정하게 된다. 터널굴착면에 대한 보강시 가장 중요한 것은 신속한 보강을 수행하여 터널안정성을 확보하는 것인데 특히 굴착면에 지하수 용출이 발생하는 경우에는 더욱 신속한 보강이 필요하다. 본 연구에서는 터널굴착면에 단층파쇄대가 존재하고 있고 굴착 후 단층파쇄대로 인하여 변위가 발생한 상태에서 지하수 용출량이 급증한 경우의 붕락사례를 중심으로 단계별 거동특성을 분석하였다. 본 연구대상 터널은 1단계 변위가 수렴되지 않고 지속적으로 발생하여 보강조치를 하였고 그 이후 지하수 용출량의 증가로 인해 변위가 수렴되지 않고 2단계 변위가 발생하여 추가보강 작업중 3단계 변위발생 과정 중 지표면 함몰붕락이 발생한 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권1호
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• pp.66-77
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• 2013

경상분지 퇴적암, 사암, 셰일, 이암, 역암 및 응회암 시료 404개를 대상으로 재하-재재하 가압조건으로 포아송비와 체적 변형률 거동을 분석하였다. 하중증가에 따라 포아송비는 증가, 수렴 및 감소거동을 나타내며 증가거동이 월등히 우세하였다. 체적 변형률 거동은 하중 증가에 따라 정상거동, 양의거동 및 음의거동을 나타내고 있으며 정상거동 양상이 매우 우세하였다. 실무에서 사용하중은 매우 낮은데 이 범위에서 포아송비는 매우 높거나 혹은 낮은 값을 표출하는 바, 이의 적용은 현장시료의 실험을 통한 결과값 선택에서 설계조건을 고려하여 선택해야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.261-268
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• 2009

터널 굴착 중 수행되는 계측은 구성 지반의 거동을 가시화하여 안정성을 평가할 수 있는 중요한 정보를 제공한다. 일반적으로 계측은 터널 굴착면 형성 초기에 집중적으로 수행되며, 시간이 경과할수록 계측횟수를 줄여 나간다. 하지만 이러한 계측 기준 및 관리 지침은 획일적이며 뚜렷한 정량적 기준이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 굴착 초기 발생하는 변위의 안정화 시점의 정량적 판단과 안정화 이후의 미세한 변위 변동 특성 분석 및 이상거동 평가를 위해 통계 관리도 기법을 적용하였다. 계측변위에 대한 이동범위(MR) 관리도 및 누적합(CUSUM) 관리도를 작성하여 변위 평가 가능성을 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-17
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• 2024

터널 굴착으로 인한 지반의 거동 분석은 대변형 영역의 거동을 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 TBM 터널 굴착으로 인한 주변 지반에 대한 영향을 실제 현장 조건과 동일 조건에서 분석하기 위하여 대변형 유한요소 해석을 수행하였다. 지반의 대변형 거동을 모사하고 예측함에 있어 가장 널리 활용되는 두 가지 해석 기법 - coupled Eulerian Lagrangian (CEL)과 auto-remeshing (AR) 기법 - 을 적용하여 TBM 굴착 과정을 모사하였고 그에 따른 주변 지반에 발생하는 손상영역의 범위를 예측하였다. 굴착손상영역의 범위는 두 기법을 통해 도출된 결과와 굴착손상영역을 정의하는 실험적인 기준을 종합하여 추정하였다. 해석 결과, 두 대변형 해석 기법을 이용하여 도출된 굴착손상영역은 서로 비슷한 크기로 수렴하였고, 기존 연구의 실험 및 계측을 통해 확인된 굴착손상영역 크기와 모양, 경향과도 일치하는 것으로 나타났다. 굴착 되는 지반의 RMR 등급이 좋을수록 굴착손상영역의 크기는 더 커지고, 터널의 직경과는 정비례하는 것으로 나타났다. 반면에, 터널의 심도가 깊을수록 지반의 구속압이 커져서 굴착손상영역은 상대적으로 작게 형성되는 것으로 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.665-674
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• 2015

TSL(Thin Spray-on Liner)는 폴리머로 구성된 재료로 기존 시멘트계 숏크리트에 비해 높은 조기 강도와 시공성, 방수기능이 특징이다. TSL이 숏크리트에 비해 가장 큰 차이점은 재료의 인장력과 점착력으로 하중을 지지하는 것이다. 최근 TSL의 우수한 특성으로 인해 TSL에 대한 수요가 늘어나고 있으나 아직까지 국내에 TSL의 재료적 특성이나 평가방법이 잘 알려지지 않았다. 본 연구에서는 TSL의 특성 중 접촉면의 거동을 실내시험과 수치해석 방법을 사용하여 분석하였다. 해석결과 TSL과 암석 모델 사이의 접촉면에 점착모델과 손상 기준을 함께 적용하여 TSL의 접촉 거동을 적절히 모사할 수 있었다. 또한 접촉면의 강성이 TSL 접촉면의 초기 하중-변위 관계를 설명하여 손상 에너지가 접촉면의 수렴 수준을 결정하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권1호
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• pp.25-37
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• 2018

미고결 암석에 대한 Creep 특성을 분석하고자 Burger 모델을 이용하였다. Burger 모델은 자료쌍 D(u,t)으로부터 4개의 역학적 매개변수를 결정 하여야 한다. 본 연구에서는 수학적 개념 해를 적용하여 매개변수를 결정 하였다. 미고결 암석에 대한 Burger 모델의 결정된 매개변수를 이용하여 Creep을 3년간 가속시켰다. 그 결과 Creep 거동은 수렴이 되지 않고 지속적인 변형거동을 보였다. 따라서 본 광산에서는 Roofbolt 보다 U-Beam 적용이 안정성 측면에서 더 적합 할 것으로 분석 되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.451-468
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• 2020

단면이 작게 만들어진 노후화된 터널은 만성적인 교통정체를 유발한다. 이는 터널의 확폭을 통하여 해결할 수 있다. 일반적으로 터널을 확폭할 경우, 기계식 또는 발파식 굴착방법을 통하여 기존터널의 외곽부를 굴착하게 된다. 이러한 굴착은 주변 지반뿐만 아니라 기존터널에도 영향을 미치게 된다. Pre-cutting 공법의 적용은 이러한 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법이 될 수 있다. 따라서 Pre-cutting을 적용하여 확폭을 수행할 경우, 이에 따른 영향분석은 필수적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 터널 확폭에서 Pre-cutting을 적용할 경우, 이에 따른 영향을 분석하기 위하여 6가지의 지반등급에서 수치해석을 수행하였다. 해석에서는 확대차로와 Pre-cutting의 굴착길이를 변수로 하여 수행하였으며, 기존터널과 확폭터널의 천단침하에 주목하여 분석하였다. 그 결과, 확폭터널의 천단침하는 확폭이 완료가 되면, Pre-cutting의 굴착 길이와 상관 없이 동일한 값으로 수렴하는 것을 확인하였다. 기존터널의 경우, 굴진면의 전방 5 m 내에서 융기가 발생하였으며, Pre-cutting의 굴착 길이가 짧을수록 융기 발생 예방에 효과적인 것으로 나타났다.