• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제13권6호
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• pp.81-88
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• 2011

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제12권4호
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• pp.28-38
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• 2010

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제16권5호
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• pp.51-55
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• 2014

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제21권1호
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• pp.32-48
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• 2019

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.583-603
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• 2023

최근 기계식 터널 굴착기술의 발전과 수압을 받는 해저철도 터널의 특성 상 쉴드TBM 공법이 해저철도 터널 설계 및 시공에 널리 적용되고 있다. 해저철도 터널은 일반적인 지중응력상태에서 거동하지 않고 외부 수압이 상시재하되는 상태이며 지진 시 지진파의 증폭에 의한 영향을 받게 된다. 특히 연약지반, 연약토사-암반 복합지반, 단층파쇄대 등 다양한 지반조건 하에서 작용하는 지진하중은 터널 변위 및 지보재 응력의 급격한 변화를 초래하여 터널 안전성에 큰 영향을 미친다. 또한 지진하중의 주기특성, 지진파형, 최대가속도 등의 재하조건에 따라 지반 및 터널의 동적 응답이 달라지며 이는 지반조건과 결합하여 더욱 복잡한 지반-터널 구조물계의 거동을 보여주게 된다. 본 연구에서는 해저철도 터널의 동적거동 평가를 위하여 수압을 고려하여 지반-터널 구조물계 전체를 유한차분해석 기법으로 모델링 하고 상호 지진 시 구조물 응답을 분석하였다. 해저철도 터널의 지진 시 동적 거동에 영향을 미치는 주요 인자는 지반조건과 지진파이므로 가상 지반조건에 따라 총 6가지의 해석 Case를 설정하였다. 가상 지반조건은 해석 대상영역의 지반이 모두 토사(풍화토)인 경우(Case-1), 모두 암반(경암)인 경우(Case-2), 터널 진행방향(종방향)으로 토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-3), 암반 내 폭이 상대적으로 좁은 파쇄대(w = 2.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-4), 터널 진행방향(종방향)으로 연약토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-5), 암반 내 폭이 상대적으로 넓은 파쇄대(w = 10.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-6)으로 구분하여 각각 모델링을 수행하였다. 해석 결과 지진에 의한 수평변위는 지반물성 증가에 따라 커지는 경향을 나타내었으나 주변 지반의 구속효과와 강성 세그먼트로 결합된 쉴드터널 구조물의 특성으로 인하여 다소 억제되는 경향도 함께 관찰되었다. 세그먼트의 부재력은 변위 발생 경향과는 달리 지반 강성이 약할수록 현저히 증가하는 경향을 나타내었으며 오히려 변위 억제 효과에 따른 부재력 증가가 뚜렷하게 관찰되는 특성을 확인하였다.

• 한국항해항만학회지
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• 제32권1호
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• pp.47-56
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• 2008

동북아가 급성장하기 시작하면서 단절된 인프라 연계에 대한 관심이 계속 커져가고 있다. 같은 맥락에서 UN-ESCAP은 대륙횡단철도와 아시안 하이웨이 사업 등을 추진하고 있다. 본 연구는 이러한 관심의 연결선상에서 논의되고 있는 한일간 해저터널 사업이 공간에 미치는 영향을 살펴보는 것을 목적으로 하였다. 수도권 과밀이나 지역간 불균형 심화, 남북교류 및 통일에 대비한 국토기반의 취약 등의 문제를 해소코자 하는 국토균형 개발측면에서 어떤 영향을 미치는 지를 살펴보기 위한 분석방법으로 성장잠재력모형을 이용하였다. 분석을 위해 구상된 시나리오는 24개로 이는 한일간 해저터널 검토대안 3, 해저터널 구간 내 운송교통수단 4, 인접 인프라 2를 조합한 모든 경우를 포함한다. 이때 해저터널 구간 내 검토가능 운송형태는 철도 전용방식, 카트레인 전용방식, 철도${\pm}$카트레인 혼용방식, 도로${\pm}$철도 혼용방식이며 인접 인프라는 철도와 도로를 적용하였다. 분석결과 어떠한 시나리오이든 일본보다 한국이 높은 성장잠재력을 나타내었다. 또한 검토대안 C노선이 타 검토대안보다 상대적으로 국토의 균형발전에 더 도움을 주는 것으로 나타났다. 해저터널 연결 시 비수도권 지역의 연계가 강화되어 성장잠재력은 상대적으로 높게 나타나는 것으로 분석되었다. 동북아차원에서도 인프라 연계를 통해 아시아권내 긴밀한 네트워크 형성의 기회를 제공하고 교역의 증대를 가져오는 것으로 분석되었다. 그러나 본 분석은 여객의 고려가 적고, 경제성장에 영향 미치는 다양한 변수들을 고려하지 못한 한계가 있다. 따라서 이러한 부분까지 고려한 심도있는 연구가 지속적으로 도출되길 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.389-399
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• 2016

해저 터널의 안정성 평가는 계측 변위 이외에도 응력, 수압 그리고 지반강성(열화) 등 다른 계측 정보를 사용해서 역해석 알고리즘에 반영하면, 그 효율성이 증대될 수 있다. 본 연구에서는 FLAC3D 프로그램에 내장된 FISH 언어를 사용해서, 기 구축된 변위-응력 기반의 차분진화 알고리즘을 수정 및 확장하였다. 확장된 차분진화 알고리즘에는 변위, 응력 정보 외에도 수압 및 지반 및 라이닝 열화 정보도 입력 인자로 사용되었다. 해저 터널 안정성 평가에 추가적인 계측 정보를 활용하면, 터널 역해석에 대한 오차율이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.161-177
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• 2017

본 연구는 해저터널에서 급격한 홍수 피해를 방지하기 위해 팽창구조체의 설계 및 현장적용을 제시하였다. 팽창구조체는 지중 구조물에 시공 및 운영 시 발생되는 돌발용수 및 이상누수에 의한 사고들에 대비한 많은 가치가 있는 수동적 급속차폐시스템이다. 특히 해저터널에 있어서는 필수적이라고 할 수 있다. 팽창구조체의 설계에서 주요인자는 인플레이터와 터널 벽면사이의 누수 와 마찰 거동이다. 팽창구조체의 설계시 설계 고려사항을 개발하고 매개 변수를 조사하기 위해 이론분석 및 실험적 연구를 수행하였다. 팽창구조체의 주요 설계 요소 및 고려사항들을 제안하기 위하여 박막이론을 적용한 이론적 분석 및 개발하였다. 또한 여러 섬유 재료의 상대 마찰 시험은 인플레이터와 터널 표면 사이의 마찰 조건에 따라 마찰거동을 결정하기 위해 수행하였다. 시험 결과는 침수조건에서의 마찰 계수가 건조조건에서의 값보다 약 20% 낮게 나타났다. 추가로 한국에서 계획중인 2개의 가상해저터널현장에 대한 보호시스템 가상 설계를 본 연구를 바탕으로 수행하였다. 이 연구 결과로부터 향후 터널 보호 구조물인 인플레이터 구조 설계 및 개발 기술을 이해하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.503-515
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• 2017

최근 대형화되고 있는 지하구조물은 평상시는 물론 지진시에도 안정성을 확보하여야 한다. 특히 지하구조물 중에서도 해저터널은 지진시 안정성 유지가 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문의 목표는 해저터널의 지진시 안정성 유지에 획기적인 시설물 중의 하나인 Flexible segment에 대해서 진동대 시험을 이용한 효용성 검증이다. 검증된 결과를 토대로 3차원 동해석을 통해 Flexible segment의 최적위치를 제안하는 것이 또 다른 하나의 논문 목표이다. 본 연구 수행을 위해 선정한 가상해저터널 단면에 상사율(1:100)을 고려한 1g 진동대 시험(1g Shaking Table Test)을 경주지진파, 인공지진파, 종방향, 횡방향, Flexible segment유무 등을 고려해서 모두 8회 이상 수행하였다. 진동대 시험 수행결과 전 시험 모두에서 Flexible Segment가 해저터널 내진성능향상에 효과가 있음을 확인하였다. 또한 시험적으로 내진성능 향상에 효과가 검증된 Flexible segment의 최적 위치를 선정하기 위하여, 3차원 동적 수치해석을 수행하였다. 그 결과 분기구간에서 Flexible segment를 인접해 설치할 경우 지진가속도가 감쇠하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.65-74
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• 2015

해저터널용 복합신소재 배수관구조를 설계하기 위해서는 복합신소재 구조부재의 적층형태별 역학적 성질을 결정하는 것이 필수적이다. 복합신소재는 일반적으로 등방성 재료와 달리 치수효과가 매우 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 복합신소재 부재의 적층형태별 인장시험을 상온($20^{\circ}C$)과 해수온도($0^{\circ}C$)에서 각각 수행하였다. 또한, 이론적 해석방법인 혼합물의 법칙과 탄성해법을 적용하여 재료의 역학적 성질을 추정하고 시험결과와 비교를 하였다. 해저터널 복합신소재 배수관 구조부재를 설계할 때 사용되는 역학적 성질의 값은 상온에서 얻어진 값을 보정하여 적용하여야 된다. 이러한 자료는 향후 해저터널용 복합신소재 배수관구조의 설계의 기초자료로 제공하고자 하였다.