• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.470-486
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• 2015

2-아치 터널은 터널의 간격이 매우 좁아서 병렬 터널에 비해 점유 면적이 작으나 경제적이지 못하다. 병렬 터널은 경제적이긴 하지만 2-아치 터널보다 점유 면적이 커서 용지의 매입이 어려운 경우에는 문제가 될 수 있다. 새로운 설계는 이 두 터널을 터널의 간격이 점차 증가하는 제3의 병렬터널로 연결시키는 것이다. 접속터널의 필라는 폭이 매우 좁을 수 있기 때문에 이 새로운 설계를 불량한 암반에 적용하려면 검증이 필요하다. 이에 4등급 및 5등급 암반에 대해 2차원 및 3차원 수치해석을 이용하여 2가지 방법으로 안정성 검토를 수행하였다. 검토 결과, 중앙 필라가 텐션 볼트로 적절히 보강된다면 터널 심도가 직경의 5배 이하인 경우에는 적용이 가능하였다.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.179-188
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• 2002

본 연구는 한 경부 고속철도 터널의 NATM 굴착에 의한 2 arch 확공 굴착 시 발생되는 진동 및 응력의 변화가 터널 및 인근 사면에 미치는 영향을 사전에 파악하여 안정성을 검토하는 데에 그 목적이 있다. 지반물성치를 산정하기 위해 시추공 조사, TV검층 및 속도검층을 실시하였다. 2차원 해석을 통해 불확실한 지반의 물성을 변수로 간주하고 가능한 범위 내에서 해석을 수행함으로서 특정한 지반 물성이 입력 정수로서 결정되었다. 정적 및 발파 진동에 의한 준-정적(pseudo-static)안전율을 계산하였으며, 3차원 해석을 통해 터널굴착으로 인한 터널 및 터널 주변의 거동과 터널 지보재의 적정성 여부를 조사하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.247-260
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• 2002

본 논문은 대전역사 하부를 대단면 3-arch 터널로 횡단하기 위한 설계사례를 소개하였다. 본 구간의 당초 계획은 파이프루프에 의한 언더피닝 공법이었으나, 시공상의 어려움과 안전상의 문제로 터널공법으로 변경되었다. 터널폭은 약 28m로 현재까지 국내에서 건설된 터널중 최대폭이고 높이는 10m 이다. 지반조건으로 토피는 터널폭보다 작은 23m 에 불과하며 터널 주변지반은 풍화암이다. 또한, 지상의 대전역사와 경부선 선로의 허용침하기준이 매우 엄격하였다. 따라서, 터널안정성 확보와 더불어 지반침하를 최대한 억제하기 위하여 다양한 대책을 적용하였으며, 이를 검토하기 위하여 2차원 및 3차원 수치해석을 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권7호
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• pp.25-35
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• 2008

국내의 경우 일반적인 2차로 도로터널은 시공경험 및 축적된 제반자료가 풍부하여 표준적인 지보패턴이 제시되고 있으나, 2-Arch 도로터널의 경우 아직 시공경험 및 계측자료가 부족하여 특정지형 및 암질에 대해 별도의 발파설계와 해석을 통해 선정한 지보패턴을 표준적으로 적용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 2-Arch 도로터널의 설계 및 시공시 적용되고 있는 표준지보패턴에 대하여 하중분담률 및 편토압에 따른 거동을 분석하고 발파진동이 중앙벽체에 미치는 영향을 분석하여 적용된 지보재의 적정성 여부를 검토하였다. 그 결과 표준지보패턴에 적용되는 지보량은 적정한 것으로 나타났으나, 이는 특정지형 및 암질 조건을 고려하여 해석 후 선정된 것으로, 향후 2-Arch 도로터널의 설계 및 시공시 최종적인 표준지보패턴 선정은 대상 터널의 지형조건, 토질조건, 시공조건 등을 종합적으로 고려하여 결정되어야 할 것으로 사료된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제51권2호
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• pp.117-126
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• 2024

There are many challenges in the construction of large-section tunnels, such as extremely soft rock and fractured zones. In order to solve these problems, the confined concrete support technology is proposed to control the surrounding rocks. The large-scale laboratory test is carried out to clarify mechanical behaviours of the combined confined concrete and traditional I-steel arches. The test results show that the bearing capacity of combined confined concrete arch is 3217.5 kN, which is 3.12 times that of the combined I-steel arch. The optimum design method is proposed to select reasonable design parameters for confined concrete arch. The parametric finite element (FE) analysis is carried out to study the effect of the design factors via optimum design method. The steel pipe wall thickness and the longitudinal connection ring spacing have a significant effect on the bearing capacity of the combined confined concrete arch. Based on the above research, the confined concrete support technology is applied on site. The field monitoring results shows that the arch has an excellent control effect on the surrounding rock deformation. The results of this research provide a reference for the support design of surrounding rocks in large-section tunnels.

• 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.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.454-464
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• 2021

연구목적: 기시공되어 현재 운행 중인 2-Arch 터널에 대하여 피난연결통로 신설의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 중앙벽체 굴착에 따른 터널 및 벽체 거동 분석과 안정성 분석에 목적을 두고 있다. 연구방법: 2-Arch 터널과 피난연결통로의 이론적 배경을 설명하고, 3차원의 유한요소 수치해석을 통하여 터널 및 벽체의 거동을 집중적으로 분석하였다. 다양한 지반 조건을 변수로 하여 암반 등급에 따른 매개변수 해석을 수행하였으며, 중앙벽체의 변위와 응력을 집중적으로 분석하였다. 연구결과: 중앙벽체 굴착 시 개구부 중앙에서 가장 큰 침하량을 보였으며, 응력은 첫 번째 굴착 시 가장 크게 발생하였다. 또한 개구부 양 상단에서 응력집중 현상이 발생함을 알 수 있었으며, 허용응력 개념을 고려한 안정성 검토 결과 허용응력을 초과하는 것으로 나타났다. 결론: 터널의 천단변위는 허용기준치 내로 안정성을 확보하였지만, 발생응력은 허용기준치를 초과하는 것으로 나타나 시공 시 적절한 보강공법을 적용하여 갑작스런 응력 해방에 대한 방지가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.97-105
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• 2009

3-Arch터널 시공초기인 1990년대 중반에 시공된 4개소의 3-Arch터널을 대상으로 열화발생여부를 조사하였으며, 그 결과 4개 터널 모두 중앙기둥측 상, 하선 아치부에서 발생형태가 유사한 종방향 균열이 조사되었다. 4개 터널 줄 3개소의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 높고 1개의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 낮아 이 2개군의 시공과정상 차이점을 분석하였으며 비파괴시험 및 정밀육안조사, 지반조건이 취약한 1개의 터널을 대상으로 안전성평가를 실시하여 이러한 열화들의 원인과 이에 따른 안전성여부를 판단하였다. 그 결과 안전성은 확보되었으며 중앙터널 기둥측 상, 하선아치부에 발생한 열화는 중앙터널굴착에 앞서 선시공되는 상, 하선 콘크리트라이닝의 철근배근불량과 이후의 시공단계인 중앙터널 굴착시의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.5-14
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• 2007

본 연구에서는 2-Arch 터널의 중앙벽체 작용하중 산정에 쓰여지는 Matsuda의 제안식을 검토하여 문제점을 분석하였으며, 현장지반조건을 반영하는 설계정수 산정을 위해 수치해석을 수행하여 Matsuda의 제안식에 계수 ${\alpha}$를 제안하여 2-Arch 터널 중앙벽체 작용하중을 재산정하였다. 지반+중앙벽체의 수치해석 결과, 중앙벽체 시공 후 선행터널 굴착에 의해 중앙벽체는 편측으로 응력이 집중되는 현상을 보였으며 터널 굴착 완료 후 중앙벽체 응력과 비교해 암반이 불량한 경우 최대 86.5%의 응력이 불균등하게 국부적으로 발현되었다. 주변지반의 특성에 따른 중앙벽체 작용하중을 수치해석으로 검토한 결과 제안식에 비해 $14{\sim}83%$의 하중이 감소되었으며, 이를 바탕으로 하중감소계수(${\alpha}$)를 산정하였다. 향후 2-Arch 터널 설계 시 하중감소계수(${\alpha}$)를 전용하면 2-Arch 터널 중앙벽체 구조물의 과다 설계를 피하고 안정성 및 경제성을 확보할 수 있을 건으로 판단된다.

• 기술발표회
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• 통권2006호
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• pp.356-363
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• 2006