• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.65-73
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• 2009

불연속성 암반에 건설된 2-아치 터널 지표면에 외력이 작용할 경우 지중응력의 분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 선형 탄성론에 근거한 응력보다 큰 지중응력이 분포하며, 불연속면의 경사도에 따라 압력구의 형상이 달라지는 것을 확인하였다. 불연속면이 수평이거나 연직인 경우에는 지중응력의 분포가 대칭적 이지만, 경사져 있으면 경사에 대해 수직과 평행한 양방향으로 나뉘어 분포되었다. 또한 불연속면의 경사가 고각일수록 불연속면에 평행인 방향의 지중응력이 더 크게 증가하였다. 연구결과, 불연속성 암반에서는 불연속면의 경사가 음력분포에 지대한 영향을 미치며, 필러에 전달되는 응력을 추정할 경우에는 재하위치와 불연속면의 경사 및 터널 구조물간 상호위치를 고려하는 것이 중요함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.285-294
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• 2002

연약지반상에 제방 성토시 예상되는 연약지반의 측방유동을 적극 억지할 수 있는 성토지지말뚝공법은 말뚝두부에 캡을 설치하는 형태에 따라 크게 말뚝슬래브공법, 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법으로 구분할 수 있다. 이들 공법중 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법에서는 성토지지말뚝과 지반간의 상대적인 강성차이로 인해 성토지반 속에 지반아치가 발생하게 되고, 대부분의 성토하중은 발달된 지반아치를 통해 말뚝으로 전달된다. 두 공법에서 발생되는 지반아치의 차이는 그 형태가 캡보말뚝공법의 경우 터널의 형태와 유사하게 2차원적이고, 단독캡말뚝공법에서는 돔의 형태와 유사하게 3차원적이라는 것이다. 따라서 이 두 경우의 지반아치로 인한 성토지지말뚝의 하중분담효과에 관한 이론식을 각각 유도 제안하여 비교하였으며, 두 이론식의 타당성을 입증하기 위한 일련의 모형실험을 수행하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.45-50
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• 2006

현재 터널을 시공할 때 발파기술의 발달로 설계단면보다 크게 단면을 발파하는 경우는 많지 않으나 지질 특성상 커다란 여굴이 발생하는 경우가 종종 있으며, 또한 발파기술이 낙후된 시기에 시공된 터널은 설계단면보다 훨씬 크게 발파단면이 형성되어 라이닝을 설치한 후에도 상당 부분이 여굴로 남는 경우가 있다. 여굴이 크게 발생한 부분은 절리를 따라 지하수가 스며들면서 점토질 성분이 혼입되어 있는 부분이 비스듬한 각을 이루면서 터널 단면을 절단하고 있는 파쇄대를 형성하고 있다. 절리면에서 쐐기를 형성하고 있던 상부는 작은 진동에도 모두 낙석으로 떨어지게 되며 구조적인 안정성 문제를 야기한다. 기존터널의 여굴이 발파단면내에 위치하지 못하여, 기존터널의 발파영향선이 확장터널의 발파영향선을 변화시키고, 아치(arch)작용이 발생하지 않아 터널의 안정성에 심각한 문제가 발생할 가능성이 있다. 또한, 여굴의 규모가 커서 여굴의 뒷채움을 하지 않으면 토압의 측면에서 매우 불리하며, 안정화되지 못한 여굴의 상부에서 낙반이 발생할 위험이 상존한다. 따라서 공사의 원만한 진행을 위해서는 여굴의 안정화를 이루고 난 후 후속공정을 진행하거나, 낙반에 대한 안전조치를 취한 후 공사를 진행해야 한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위해서 터널의 구조적 안전성과 시공성을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.261-274
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• 1998

이 연구에는 가축성 강재지보에 대한 실내실험 및 현장실험 결과가 제시된다. 시험지보는 단위중량이 25.8kg/m인 Gloken profile U 빔 3매를 조립하여 제작되었다. 양단이 힌지로 지지되는 반원형 및 아치형 지보에 대한 정역학적인 해석이 실시되었다. 실험된 U빔의 형상계수는 1.35이었고 지보형태에 따른 2차 소성힌지의 위치를 산정하였다. 천장부에서 단일집중하중을 받는 아치형 지보의 내하력을 조사하여 이를 지보 각주 길이의 함수로 나타내었다. U 빔 연결부의 결합토크를 변화시키는 실물크기 지보시험을 수행하여 시험지보의 가축특성을 파악하였으며, 결합토크를 설계하는 방법을 연구하였다. 결합토크가 21kg.m 인 시험지보를 현장에 설치하고 계측한 결과 전형적인 가축현상을 관찰할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.165-173
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• 2016

본 논문은 격자지보재의 규격자재와 비규격자재의 성능평가에 대한 내용을 다루었다. 격자보재는 강봉으로 제작된 아치형의 터널지보공을 말하며 터널 굴착시 지반의 변형을 최대로 억제하여 터널의 안정성을 확보하기 위하여 사용되어지는 지보재이다. 이런 격자지보재의 성능평가는 휨강도시험과 인장강도시험을 통해 평가할 수 있으며 터널표준시방서에서는 항복강도 500MPa 이상인 용접용 강재를 사용도록 규정하고 있다. 그러나 저품질의 강재가 사용될 경우 현장에서 규격자재와 비규격자재를 육안으로 구분하기 어렵게 되었다. 따라서 본 논문에서는 격자지보재의 규격자재와 비규격자재에 대한 성능평가를 실시하여 비규격자재의 항복강도 저하의 문제점을 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.345-352
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• 2004

숏크리트 지보 구조는 지반과 숏크리트가 일체화되어 숏크리트 라이닝에 전단력의 전달이 가능한 터널구조로서 안정한 구조물을 형성하는데 기여한다. 본 연구에서는 석고를 사용하여 일정한 강도를 가진 균질한 모형지반을 제작하였다. 하중재하에 의해 일정한 원지반 응력을 조성한 후 상$.$하부반단면 굴착공법으로 굴착하며 굴착시 터널 주변지반의 응력상태와 라이닝의 거동특성을 계측하였다. 측정결과 굴착으로 인하여 터널 주변지반과 라이닝에 접선방향으로 인장응력이 발생되었다. 단계굴착에 의한 응력 해방율은 상부 경계선 확대천공시 9%, 상부반단면 아치부 확대천공시 15%, 상부반단면 경계선 절단 즉시 48%, 안정화 후 하부반단면 굴착전 94%로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.149-158
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• 2011

최근 장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체 재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 본 연구에서는 FRP 복합부재의 거동특성 파악을 위한 수치해석적 사전검토 연구를 토대로, 터널 지보구조물로서 활용성 분석을 위한 FRP와 콘크리트 합성부재에 대한 하중재하 실험을 수행하였다. 또한 역학적 거동분석을 위하여 동일 조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 하중재하 실험 및 수치해석결과, FRP와 콘크리트 합성부재는 두 부재 계면의 휨 인장에 의한 전단거동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.364-369
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• 2012

지하철 무선영상전송을 위한 전용주파수로 분배된 18GHz 대역에 대하여, 지하철 터널구간에서 무선영상전송용 무선장치를 이용하여 전파경로손실특성을 측정하고 전파도달범위를 분석하였다. 측정결과, 터널 내에서 거리에 따른 경로손실지수는 2.0~2.6으로서 일반적인 실외 무선환경에서보다 전송손실이 작았으며, 일반 도로 터널보다는 전송손실이 큰 것으로 나타났다. 터널 구조면에서 보면 직사각형 터널보다 아치형 터널에서 전송손실이 작았으며, 복선터널보다 단선터널에서 전송손실이 작은 것으로 나타났다. 직선구간에서의 안정적인 전파도달범위는 520m로 분석되었다. 곡선구간에서는 경로손실지수가 5.0 이상까지 측정되어 경로손실이 크게 나타났으며, 가시거리통신이 확보되지 않을 경우 일반적인 실외무선환경보다 경로손실이 크다는 것을 확인하였다. 곡선구간에서의 안정적인 전파도달범위는 300m로 분석되었다. 이상과 같은 지하철 터널구간에서의 수신신호강도 측정결과는 18GHz 무선 지상국 설치 간격 최적화 및 지하철 전파환경에 최적화된 핸드오버알고리즘 구현 등 무선영상전송시스템 설계에 활용할 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.5-16
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• 1998

공사중 터널은 막장부의 종방향 및 횡방향 아치거동에 의하여 주변 지반은 3차원적 변형거동을 보이나, 터널 안정성 해석에는 전산효율 등의 이유로 2차원 수치해석법이 일반적으로 적용되고 있다. 하중분배율은 터널의 굴진효과를 고려하기 위하여 2차원 해석에 도입된 것으로 지반변위, 숏크 리트 및 록볼트와 같은 1차 지보재의 하중 등과 같은 해석결과에 큰 영향을 미친다. 또한, 3차원 해석을 이용한 기존의 연구에 의하면, 지반의 변형특성, 터널크기, 굴진장 등이 하중분배율에 주요한 영향을 미친다는 사실이 입증되었다. 그러나, 설계조건에 대한 하중분배율의 정량적 산정법의 부재 로 인하여 실제 해석시에는 설계조건을 무시한 하중분배율이 적용되고 있는 실정이다. 이에, 본 논문에서는 기존 연구(정 대열, 1993)에서 제시한 72개의 3차원 해석결과에 대한 회귀분석을 통하여 하중분배율을 정량적으로 산정할 수 있는 방법을 제시하였다. 또한. ring-cut공법은 막장의 자립성 이 매우 불량한 조건에 적용되는 공법임에도 불구하고 기존의 2차원 해석 법으로는 막장코아의 진 지효과를 고려하지 못하는 문제점이 있었다. 따라서, 2차원 및 3차원 수치해석을 통하여 ring-cut공 법에 대한 기존 해석법의 문제점을 검토하였으며 본 공법에 대한 하중분배율의 보정치를 제시하였 다.