• 터널과지하공간
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• 제18권5호
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• pp.366-374
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• 2008

지하수면하의 터널 굴착은 물로 인한 많은 지반공학적 문제가 나타나며, 해저터널의 경우 높은 투수성과 고수압을 나타내는 파쇄대 근처에서의 안전율 감소로 인한 침수사고를 유발될 수 있다. 이 연구에서는 유한한 폭의 투수성이 높은 구간(문제구간) 에서 터널 안전성에 대한 수압의 영향에 대하여 분석하였다. advance core 개념에 따라 막장전방의 가상 실린더에 작용하는 침투력을 모사 하였으며, 3차원 정상류 침투수 해석을 통하여 막장전방 지반의 수리적 거동에 주안점을 두고 침투력과 막장면의 안정성에 대한 문제구간의 영향을 분석하였다. 그 결과 막장면으로부터 터널의 막장면 안정성에 영향을 주는 가상 실린더의 경계면까지의 거리는 터널 반경의 약 5배 정도인 것으로 추정된다. 이 연구의 적용된 가정의 제한성에도 불구하고 문제구간의 위험성을 고려할 할 때 이 연구결과가 시사하는 바가 크다.

• 터널과지하공간
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• 제33권4호
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• pp.265-280
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• 2023

터널누수는 주변지반의 응력 및 간극수압을 변화시켜 터널 안정성 및 지반변형에 영향을 미칠 수 있는 결함요소이다. 장기간 또는 큰 규모의 누수발생은 터널 라이닝의 불안정성 및 지표침하와 같은 터널 구조물 및 주변지반 환경에 손상을 일으킬 수 있다. 본 연구에서는 누수발생 시 터널의 구조 안정성 및 지반거동에 미치는 영향을 수치해석적으로 분석하였다. 고려된 터널은 내부로 주변 지하수의 유입을 허용하지 않는 비배수 조건으로 가정하였고 터널 완공 후 라이닝에서 누수가 발생하는 것으로 설정하였다. 누수로 인한 터널 구조물 및 지반의 거동을 모사하기 위해 수리역학 연계해석이 수행되었으며 파이썬으로 개발된 TOUGH-FLAC 시뮬레이터가 사용되었다. 누수 발생량과 누수위치를 변화시켜 수치모사가 수행되었으며 수리역학 해석을 위한 연계항들이 복합거동 결과에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.45-54
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• 2016

본 연구에서는 증가하는 도심지 정체와 신설터널 건설에 따른 여러 제약의 문제를 해소하는 방안으로 향후 국내에서 수요가 증가할 것으로 전망되는 대심도 지하도로를 복층터널로 건설시 본선 복층터널에서 단층터널로 분기가 되는 구간의 터널 거동과 본선과 분기터널간의 필라 안정성을 수치해석을 통하여 검토하였다. 이를 위해 본선터널과 분기터널의 이격거리를 본선터널의 직경(D)을 기준으로 0.1D부터 2.0D까지 변화하는 조건과 지반조건을 암반등급에 따라 1~5등급으로 변화하는 조건들에 대하여 유한요소해석을 수행하였으며, 터널의 전체적인 거동과 함께 그 결과를 기반으로 기존의 경험식 등을 이용한 안전율, 강도-응력비, 그리고 간섭체적비를 산정하여 굴착에 따른 안정성 영향을 검토하였다. 검토 결과 수치해석결과를 이용해 산정된 강도-응력비와 간섭체적비는 경험식을 이용한 방법에 비해 암반강도보다는 이격거리가 안정성에 더욱 크게 영향을 미침을 나타내었고, 그에 따라 본선과 분기터널의 이격거리가 0.7D 이하인 경우는 본선과 분기터널을 모자 형태의 하나의 대단면으로 시공하는 것이 안정성 측면에서 유리한 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.77-86
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• 2003

유한요소해석과 통계학적인 계측결과 분석법은 교각에 근접한 터널에 대한 효과적인 시공 전후의 안정성 평가 방법이다 본 사례 연구에서는 이러한 평가방법을 고속철도 현장의 대구경터널에 적용하고 이에 대한 적용성 및 유효성을 평가하였다. 유한요소 해석결과 Pilot공법과 LW그라우팅에 의한 지반보강은 효과적인 것으로 분석되었다. 특히 2차원 해석 시 터널굴착의 재현성을 높이기 위해 3차원 해석을 통해 하중분배율 결정하는 방법을 적용하였다. 본 연구에서는 초기 계측치의 손실을 해석적 방법을 통해 복구하는 기법 및 계측결과를 통계학적 기법을 통해 모델링하는 방법을 적용하여 계측결과의 신뢰성을 높였다. 연구대상 지역의 경우 계측결과에 대한 회귀분석결과 변위모델합수는 C(t)=a[1-exp(-bt)]가 적합하였으며, 이 식을 적용하여 최종변위를 예측해 본 결과 95%이상 변위가 수렴되어 있는 상태였다. 초기 변위경향에 의한 미계측 구간의 변위량 추정에 대해서는 직선회귀식에 대한 F-검정을 실시하여 검증하였다 검증결과 F값은 10.81 ∼ 158.74, 결정계수는 0.82 ∼ 0.99로 높은 신뢰도를 가지고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.61-76
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• 2021

매년 기존 도로 터널의 개소 및 연장이 증가하는 만큼 시공 중 붕락 및 융기사고가 빈번하게 발생하고 있다. 터널 사고 중 붕괴가 주를 이루어 상대적으로 융기와 관련된 연구가 미흡한 상태이다. 이에 터널 하부를 보강하는 많은 연구가 진행되어 오고 있으나, 터널 바닥부 곡률에 대한 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 바닥부 곡률은 물론이고, 토피가 큰 응회암 변질대에 위치한 터널의 상부 해석영역 높이 및 측압계수가 안정성에 미치는 영향을 민감도 분석을 통해 살펴보았다. 해석 결과 전반적으로 바닥부 곡률이 커질수록, 측압계수가 작을수록, 상부 해석영역이 높을수록 터널의 안정성이 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.63-72
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• 2005

본 논문에서는 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 댐 여수로 터널에서 가능최대홍수량 (PMF) 발생시 내부수압이 터널 구조물에 미치는 영향을 3차원 유한차분해석을 통하여 검토하였다. 내부수압을 합리적으로 결정하기 위하여 도수터널에서의 1차원 수치모형을 적용한 HEC-RAS 프로그램을 이용하여 가능최대홍수량 발생시 터널측벽에 발생하는 최대하중을 산정하고, 이를 터널 내부에 하중으로 재하하였다. 여수로 터널은 쌍굴터널로서, 단계별 굴착 및 지보재 시공순서를 고려하였고, 왼쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-1), 오른쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-2) 및 동시에 수압이 작용하는 경우 (CASE-3)으로 나누어 각각 해석을 수행하였다. 해석결과, 각 터널에서 발생하는 최대인장응력 및 최대부재력을 허용치와 비교하여 구조물의 안정성을 평가하고 응력집중구간 및 취약부를 파악하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.349-360
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• 2008

본 논문에서는 탄소성 유한요소해석 알고리즘과 연계한 확률장 생성기법과 근접터널 조건에서의 파괴확률을 분석하였다. 유한요소 해석을 위한 이산 확률장의 생성은 빠르고 정확하며 랜덤변수의 해상도를 자유롭게 조절할 수 있는 local average subdivision 기법을 사용하였으며 터널모델링을 위해 유한요소 크기와 형상 변화 등을 적절히 고려하여 지반물성치를 적용하는 방안을 제안하였다. 예제해석 조건에 대해 강도정수의 분산정도 및 공간상관길이에 따른 파괴확률을 파악하였으며 결정론적 안정성 해석결과 및 단일랜덤변수 해석결과와 비교하였다. 강도정수의 분산특성에 따라 강도감소기법에 의한 안전율과 단일랜덤변수 해석에 의한 파괴확률의 관계를 규명하였으며 확률유한요소 해석을 통해 공간상관길이가 파괴확률에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 강도감소기법에 의한 안전율과 분산계수로부터 단일랜덤변수에 의한 파괴확률을 도출할 수 있었으며 단일랜덤변수 해석결과가 근접터널의 실제적인 파괴확률을 과소평가 할 수 있음을 파악하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.310-320
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• 2012

본 연구에서는 2-아치 터널의 장점을 활용하면서 병렬터널의 경제성도 확보할 수 있도록 고안된 2-아치변단면 터널의 설계와 시공사례를 소개하고 경제성 분석을 수행하였다. 변단면부의 안정성 확보를 위해 근접병렬터널구간은 tie-bolt와 RRS로 보강하였으며, 2-아치구간은 EPS블록과 콘크리트벽체로 보강하여 설계하였다. 중앙 필라부는 이론적 방법과 수치해석적 방법을 이용하여 안정성 평가를 수행하였으며, 다양한 필라폭에 대한 안정성평가도 수행하였다. 또한, 터널의 3차원 수치해석을 통한 안정성평가를 수행하여 시공중 계측자료와 비교 분석하였다. 본 설계시공사례를 통해 경제성분석을 수행한 바, 10개월의 공사기간 단축과 11%의 공사비 절감효과를 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.58-68
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• 2008

임하댐 비상여수로 터널 공사가 단층파쇄대가 포함된 화강암지역에 굴착되고 있는데 본 터널이 3련 터널임을 감안하여 터널이격거리, 터널막장간 이격거리를 검토하였으며 단층파쇄대가 여수로 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 여러 가지 지구물리학적 조사와 암반공학적 현장 실험을 실시하였다. 터널 막장간 이격거리는 최소 25 m 이상을 유지하면서 2터널의 선행 굴착이 적합하리라 판단되며 단층대의 영향을 받는 터널 만곡부의 3차원 수치해석결과 2터널의 천단변위 및 내공변위는 미미하며 숏크리트 최대 휨압 축응력, 숏크리트 최대전단응력, 록볼트 최대축력 등을 살펴보면 만곡부 굴착에 따른 응력집중은 미미하여 여수로 터널의 안정성에는 문제가 없는 것으로 판단되었다.