• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.30-42
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• 2022

최근, 국내의 도심지와 수도권을 잇는 급행철도 사업, 간선도로 및 고속도로의 지중화 사업 등과 같이 교통 인프라 건설이 활발하게 추진되고 있으며 국토의 효율적인 활용을 위하여 지하 터널 및 산 터널의 시공이 활발해지고 있다. 터널 시공이 늘어남에 따라 콘크리트 구조물의 노후화로 인한 안전진단, 유지보수 및 관리의 필요성도 증대되고 있다. 본 논문에서는 인력에 의한 외관조사의 단점을 해결하고 터널 안전점검의 자동화를 위하여 터널 스캐닝영상을 통한 안전점검을 제시한다. 터널 스캐닝영상을 통한 안전점검은 기존 인력에 의한 외관조사에 비해 조사기간과 인력을 크게 줄일 수 있으며 조사자의 안전사고와 교통체증에 따른 사회적 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다. 터널 스캐닝영상 기반 안전점검을 위해서는 터널 스캐닝영상의 접합을 통하여 평면전개 이미지를 생성하는 것이 핵심이다. 본 연구에서는 터널 스캐닝영상 기반 안전점검의 필수기술인 터널 스캐닝 다중 촬영 영상 접합에 적합한 알고리즘에 대한 성능평가를 진행하였다. 터널이미지 접합에 유리한 알고리즘을 찾기 위하여 OpenCV에서 제공하는 특징점 검출 및 매칭 알고리즘 중 실수기술자와 높은 정확도를 갖는 SIFT, 이진기술자를 갖고 연산속도가 빠른 ORB, BRISK 총 3가지 알고리즘을 비교 분석하고자 한다. 터널이미지는 크게 콘크리트부, 조명부와 타일부로 나누어 터널이미지의 특성을 반영하였다. 터널이미지 접합에 유리한 알고리즘은 특징점 검출 개수, 연산속도, 특징점 매칭의 정확성, 영상접합 결과를 종합하여 판별하였다. 접합성능은 SIFT알고리즘이 가장 좋았으며 ORB, BRISK도 짧은 연산시간과 준수한 성능을 보였다. 연산시간보다 정확도가 중요시되는 정밀한 평면전개 이미지 생성에 SIFT가 활용될 수 있고 ORB와 BRISK도 준수한 접합결과를 보여줘 대용량 영상에서 빠른 영상처리 속도가 요구되는 작업이 필요할 경우 사용될 수 있는 가능성을 확인했다.

• 한국IT서비스학회:학술대회논문집
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• 한국IT서비스학회 2010년도 춘계학술대회
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• pp.162-165
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• 2010

우리나라 대형 건설시장의 하나인 터널 시공은 계획 대비 많은 물량과 자재의 소모로 인해 이들 정보의 지속적 관리를 통한 정확한 물량 및 자재 산출 정보 예측에 대한 관심이 꾸준히 요구되고 있는 실정이다. 대부분의 시공현장에서는 굴진의 정확도 검측을 위해 광파기를 사용하고 있다. 광파기는 공사 초기 시부터 유지된 원점으로부터의 정확한 좌표를 사용하고 있어 취득된 정보는 신뢰할 수 있으나, 몇 개의 기준점을 측량하여 굴진방향 및 공사의 진척도를 평가하는 방식이므로, 전체적인 면을 측정하지 못한다는 단점이 있다. 이에 반하여 3차원 스캐너는 제원에 따른 반경 내의 모든 점들을 계측하여 그 정보를 선이 아닌 면으로써 파악하지만 위치에 대한 정확도를 포함할 수 없다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여, 광파기와 3차원 스캐너를 동시 활용하는 본 시스템은 현장에서 소모된 자원의 정확한 양을 체크하여 굴진정도를 파악하여 공사의 전반적인 진도를 관리할 수 있다. 또한 여굴의 발생 여부를 직접 확인하고 계획대비 소모된 물량정보를 통해 자재관리를 할 수 있게 된다. 마지막으로 추후 발생할 수 있는 하자에 대한 정확한 근거를 제시하여 균열 및 누수 등에 대한 정확한 원인 파악을 제공할 수 있다는 장점들을 제공한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.123-133
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• 2002

광산지역을 통과하는 터널 건설 공사에서, 기존 광산 갱도는 터널의 굴착 시공 뿐만 아니라 장기적 유지관리에 걸쳐 터널 안정성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 기존 광산지역을 통과하는 도로 터널의 시공사례에 대한 현장 조사 및 FLAC을 이용한 수치해석을 통하여, 터널에 대한 기존 갱도의 존재 패턴 및 암반조건에 따른 터널의 안정성을 분석하였다. 그리고 기존 갱도를 포함하는 인접 영역에 대한 그라우팅 보강 방안을 제시하고 터널 안정성을 확보할 수 있는 보강 효과를 수치해석적으로 검증하였다. 이상에서, 광산지역내 도로 터널 건설에 있어서 인접한 기존 갱도 존재와 관련한 터널 안정성 평가는 기존 갱도 규모, 터널과의 거리, 암반상태, 지하수 조건 등에 따라 그 영향 정도가 다르게 나타나므로 이러한 요소들을 복합적으로 고려하여 이루어져야 할 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회지
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• 제18권4호
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• pp.31-36
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• 2014

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권11호
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• pp.69-79
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• 2012

선지보 네일공법은 터널의 굴착 전에 지반을 보강하므로 기존 지보시스템에 의한 NATM공법에 비해 굴착과정에서 변위를 최소화할 수 있어 안정성과 시공효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 지하수위가 높고 미고결지반으로 구성된 천층터널에 대해 선지보 네일공법의 적용성을 현장계측관리 사례을 통해 연구하였으며, 지반보강개념에서 선지보 네일공법의 메카니즘과 기존 지보시스템의 메카니즘을 비교 분석하였다. 상하분할 굴착과정에서 굴착단계별 변위증폭이 뚜렷이 관찰되는 기존 지보시스템에 비해 선지보 네일공법은 초기변위 이후 단계굴착별 변위증폭량이 작고 이내 수렴되는 경향을 보여 다단굴착으로 인한 영향이 미미한 것으로 분석되었다. 선지보 네일공법은 종래 NATM공법과 비교할 때 단계굴착 시 응력변화에 대해 민감하고 아칭효과가 발생되지 않는 취약한 지반 즉, 토사터널인 천층터널에서 그 적용성이 뛰어난 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-12
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• 2016

TBM 시공 중에는 설계단계에서 예측하지 못한 지반과 조우할 수 있다. 그 중에서 TBM 굴진의 안정성을 저해하는 위험지반과 조우할 경우, 예상치 못한 문제로 인한 공사비 증가, 공기 지연 등으로 상당한 경제적 손실이 발생하게 된다. 따라서 시공 중 예상치 못한 리스크를 최소화하는 것은 TBM 프로젝트에서 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 TBM 시공 중 막장전방의 위험지반을 사전에 예측하는 방안과 해당 위험지반으로 인해 발생 가능한 리스크 사건을 제시하였다. 또한 리스크 사건의 위험도를 평가하고, 대응이 필요한 리스크 사건에 대하여 대책공법을 제시할 수 있는 TBM 리스크 관리 시스템을 개발하였다. 먼저 TBM 굴진 중 안정성을 저해하는 위험지반들로 인해 발생 가능한 리스크 사건을 정리하였으며, 시공 중 막장전방의 위험지반을 예측하기 위한 방법으로 전기비저항 탐사기법을 활용하였다. 이렇게 예측한 위험지반에서 발생 가능한 리스크 사건의 위험도 평가는 위험지반 조우 시 리스크 사건의 발생확률과 리스크로 인한 다운타임의 크기에 대한 상호 영향도를 고려하여 수행한다. 평가 결과 등급에 따라 대응이 필요한 리스크 사건에 대하여 대책공법들을 제시하였으며, 여러 대책공법 중 최적의 대책공법을 객관적인 기준으로 선정하기 위하여 공사비와 공사기간 등을 속성으로 한 다기준 의사결정론을 활용하였다. 마지막으로 본 시스템의 검증을 위해 실제 리스크가 발생했던 EPB Shield TBM 현장에 개발 시스템을 적용하여, 시공 중 효과적인 리스크 관리를 통해 발생 가능한 리스크의 사전 대응이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.59-70
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• 2008

도심지 터널의 설계, 시공 그리고 유지관리에 있어서 지반 변위 억제와 변형거동 예측은 중요하다. 국내 외 연구자들은 다양한 수치해석적인 기법과 현장 계측 결과를 이용하여 터널 시공과 관련된 변형거동 예측을 시도하였다. 하지만, 설계물성치의 산정과 지반 모델링 그리고 수치해석기법과 관련된 사용상의 어려움에 의해 아직까지 만족스러운 결과를 얻지는 못하였다. 본 논문은 수치해석적인 기법과 인공신경망을 이용하여 도심지 NATM 터널의 설계 물성치 산정과 변형거동 예측에 관한 방법을 제안하였다. 인공신경망 모델 개발을 위한 학습과 테스트과정은 데이터베이스된 수치해석결과를 이용하였다. 개발된 인공신경망 모델은 입력변수인 지반변위와 결과변수인 설계 물성치 간의 상호관계를 적절히 인식할 수 있다. 수치해석은 지반의 연화거동을 모사할 수 있는 변형률 연화모델을 적용하였다. 사례분석에 있어서 굴착 초기단계의 계측 값을 개발된 인공신경망 모델에 입력하여 설계 물성치를 계산하였으며, 수정된 설계 물성치는 수치해석을 통하여 다음 굴착단계에서의 터널 주변의 지반 변형거동을 예측하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 설계물성치의 정량적인 평가 및 변형거동 예측이 계측이 입수된 초기 굴착단계에서 가능할 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권1호
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• pp.37-51
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• 2012

본 시공사례는 "성남~여주 복선전철 제${\bigcirc}$공구 노반건설공사"로서 터널의 노선을 따라 진동 및 소음으로 인한 피해영향권내에 주요 보안물건이 위치하고 있다. 설계단계에서 이러한 피해영향을 고려하여 기계식 암파쇄 굴착공법이 적용되어 있으나, 합리적인 공사기간 단축을 위한 대안 터널굴착공법이 요구되어 당 현장의 발파진동 허용기준(우사:0.09cm/sec, 주택 0.2cm/sec)을 준수하면서 시공성 및 경제성을 높일 수 있는 전자발파공법이 검토되었다. 이에, 최근 활성화 되고 있는 터널용 전자발파시스템(eDev)을 활용한 현장 시험시공을 통한 환경영향평가를 실시한 결과, 발파공해에 대한 안정적인 관리가 가능한 것으로 판단되었으며, 이를 기초로 한 시공결과 근접 보안물건에 대한 피해영향 없이 높은 굴진효율성을 보였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제36권6호
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• pp.38-47
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• 2020

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.185-201
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• 2008