• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.614-627
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• 2018

국내 도시철도 노선은 이용자의 접근을 편리하게 하기 위하여 주거단지 및 도심지 인근 지역에 시공되는 사례가 많다. 도시 인구 증가로 인하여 교통망 확충과 재건축 등이 지속적으로 이루어짐에 따라 도시철도 인접 지역 굴착이 불가피하며 굴착 시 발생하는 지반 응력 및 지하수위 변화는 도시철도 궤도틀림을 유발한다. 이에 본 논문에서는 삼차원 유한차분 해석 상용프로그램 FLAC3D를 이용하여 도시철도 인접지반 대규모 굴착 시 지하수위에 따른 굴착 부 벽체 수평변위 및 배면지반의 침하와 궤도틀림량 산정 후 이들의 상관관계를 분석하고 궤도틀림 및 지하 박스구조물 안정성 평가를 실시하였다. 그 결과 깊은 굴착 시 지하수위에 따른 궤간틀림은 매우 미소하게 발생하였으나 줄틀림 72.5%, 수평틀림 83.3%, 면틀림 61.9%, 평면성틀림 43.3%로서 상대적으로 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 흙막이 벽체의 최대 수평 변위 및 벽체 배면 침하 차는 각각 65.1%, 21.4%가 발생하는 것으로 나타났으며 지하수위가 지표면에 위치한 경우 지하 박스구조물의 인장 응력이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 그러므로 도시철도 구조물에 인접하여 깊은 굴착이 시공된 경우 궤도틀림으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 본 연구에서 수행한 삼차원 수치해석과 실시간 모니터링을 실시하는 것이 바람직하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권10호
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• pp.23-28
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• 2014

최근 도심재개발사업의 증가로 기존 건물 철거 후 신축공사를 하는 사례가 증가하는 추세이다. 그러나 현재까지의 연구는 신축공사에 따른 인접굴착이 지하철 터널에 미치는 영향 검토에 국한되어 왔다. 이에 따라 기존 주차장 건물을 철거한 후 신축공사가 이루어지는 ${\bigcirc}{\bigcirc}$건물 신축사업을 연구대상으로 선정하여 상부 건물 철거 등으로 인한 하중제하 및 하중재하에 따른 지하철 터널에 미치는 영향 검토를 수행하였다. 수치해석은 기존 건물 철거를 고려한 경우와 고려하지 않은 경우에 대해 MIDAS/GTS를 사용하여 3차원 수치해석을 수행하고 터널 변위 및 부재력 결과 분석을 통해 기존 건물 철거가 지하철 터널에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 기존 건물 철거를 고려하는 경우가 고려하지 않는 경우보다 지하철 터널에 미치는 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.111-122
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• 2020

In most cases in urban areas, construction of divergence tunnel should take into account proximity to existing tunnel in operation. This inevitably leads to deformation of adjacent structures and surrounding ground. Preceding researches mainly dealt with reinforcing of the diverging section for the stability including the pillar. This has limitations in investigating the interactive effects between existing structures and surrounding ground due to the excavation of the divergence tunnel. In this study, the complex interactive behavior of pile, the operating tunnel, and the surrounding ground according to horizontal offsets between the two adjacent tunnels was quantitatively analyzed based on conditions diverged from operating tunnel in urban areas. The effects on ground structures confirmed by analyzing the ground surface settlements, pile settlements, and the axial forces of the pile. The axial forces of lining in operating tunnel investigated to estimate their impact on existing tunnel. In addition, in order to identify the deformation of the surrounding ground, the close range photogrammetry applied to the laboratory model test for confirming the underground displacements. Two-dimensional finite element numerical analysis was also performed and compared with the results. It identified that the impact of excavating a divergence tunnel decreased as the horizontal offset increased. In particular, when the horizontal offset was larger than 1.0D (D is the diameter of operating tunnel), the impact on existing structures further reduced and the deformation of surrounding ground was concentrated at the top of the divergence tunnel.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.152-164
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• 2007

근래 철도를 이용한 물동량과 여객의 증가로 인하여 선로용량을 증대시키고 운영철도의 고속화를 추진하면서 기존 철도노반을 개량하는 건설공사가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 기존노반과 인접하여 터널공사가 진행되는 경우가 종종 있으며 경우에 따라서는 터널폭 이내로 기존시설물과 근접되어 터널이 계획되는 경우도 있다. 공용중인 터널에 근접하여 터널을 계획하는 경우에는 기존터널에 미치는 영향을 검토하고 필요시 대책을 강구하여야 한다. 설계시 주요 검토사항으로는 시공시의 발파진동으로 인한 기존터널에 미치는 영향, 근접굴착으로 인한 기존터널의 안정성 확보 여부, 운행시 열차진동에 대한 영향분석으로 구분할 수 있다. 본고에서는 기존터널의 특성을 고려하여 국내외 기준 및 문헌을 통한 허용발파진동 선정 및 굴착계획 수립, 수치해석에 의한 안정성 분석, 경험식에 의한 열차진동의 영향 분석을 수행하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권4호
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• pp.537-542
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• 2023

최근 도심지 주변으로 집중되는 신축구조물 및 공동구 확장 등과 같은 인접굴착공사로 인해 운영중인 철도 구조물의 변형이 발생되고 있다. 그러나 대부분 구조물에 대한 구조검토 및 보수보강에 집중되고 있으며 궤도에 대한 검토는 부족한 실정이다. 특히 토공노반 상 자갈궤도의 경우 노반과 도상자갈이 강결된 구조가 아니므로, 미소한 수준의 변형으로도 도상자갈 이완현상이 발생할 수 있다. 이는 침목 지지조건이 불안정한 조건으로 유도될 수 있으므로 충분한 안전성을 확보해야한다. 또한 불안정한 지지조건으로 열차탈선의 위험이 매우 높은 궤도형식이다. 따라서 본 연구에서는 노반 변형에 따른 자갈궤도의 변형특성과 궤도지지성능의 상관관계를 실험 및 해석적으로 입증하고, 자갈궤도의 상태 및 궤도지지강성을 평가할 수 있는 평가기법을 제시하고자 한다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.565-570
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• 2024

최근 도시철도 주변으로 집중되는 신축건물 및 공동구 확장 등과 같은 인접굴착공사로 인해 지하에 건설된 도시철도 지하박스 및 터널구조물의 변형이 발생되고 이로인한 보수, 보강공사가 빈번하게 시행되고 있다. 또한 지하철은 대규모 수송을 담당하고 있어 지하구조물의 안전성 및 주행성에 대한 확보가 매우 중요하다. 이에 자동화계측 시스템을 도입하여 지하박스구조물에 대한 안전성을 관리하고 있다. 그러나 지하박스구조물의 침하 또는 융기 등에 의한 구조물 손상취약부에 대한 분석은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 손상취약부를 분석하고자 한다. 또한 수치해석을 통해 지하박스구조물을 모델링하여 핵심 모니터링 위치를 분석하고자 한다. 따라서 향후 지하박스구조물의 안전성 모니터링을 위한 센서 설치 위치 및 손상 취약부를 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.685-693
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• 2015

도심지에서는 지속적인 지하 개발이 요구되고 있으며, 도심지공사는 주변구조물 및 기존 도로의 기능을 유지하면서 신속하게 진행되어야한다. 이러한 상황에서 비개착공법은 시공 시 주변 지반의 변위를 최소화하고 건설을 진행하기에 매우 유용한 공법이다. 그러나 비개착공법 선정을 위해서는 경제성, 시공성, 환경문제, 주변구조물 등 다양한 현장조건들을 고려하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 의사결정기법을 활용하여 비개착공법의 최적 선정을 위한 기초연구를 수행하였다. 특히, 다중복합의사결정기법 중에 하나인 계층분석법을 이용하여 전문가 의견을 반영한 합리적인 공법선정의 평가기준과 규칙을 설정하였다. 분석 결과, 비개착공법을 선정하는데 있어서 필요한 고려항목들의 중요도를 도출하였고, 지반조건별로 가장 효과적인 비개착공법들이 제시되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.40-54
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• 2010

메사쉴드공법은 주로 풍화토 또는 풍화암 구간의 소규모 굴착단면에 적용되며 대부분 인력굴착으로 이루어지나 막장면에 암반이 노출되면 유압력을 이용한 할암공법이나 발파공법의 적용이 불가피하다. 본 연구에서는 메사쉴드공법이 적용된 소규모 굴착단면 터널에서 터널상부에 상수도관 및 가스관 등이 근접되고, 강도가 높은 암반 노출로 인해 할암공법 대신에 125g의 최소장약량으로 심발공에서 초기진동을 제어하는 발파공법을 소규모 굴착단면 터널에 적용한 사례이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.13-19
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• 2011

PC 암거는 터파기, 하부지반 처리, 암거 거치, 상호접합면에 누수방지용 패킹재 부착, PS 강선의 긴장을 통한 상호박스 접합, 되메우기 등의 일련의 과정으로 시공되어진다. 이 때 부적절한 하부지반 처리는 박스간 상호 부등침하를 야기할 수 있으며 결과적으로 지하수의 와류 및 내부유수의 누수를 발생시키게 된다. 본 연구에서는 하부지반이 연약한 경우 PC 암거 접합부의 부등침하를 저감하기 위하여 개발된 PC 기초판과 일체화된 암거의 거동을 현장 시험시공을 통해 분석하였다. 암거의 거동은 접합부에서 암거간의 벌어짐, 하부지반에 작용하는 토압 증가량, 암거 상부의 침하량 계측을 통해 분석되었으며, 분석결과로부터 PC 기초판과 일체화된 암거가 일반적인 시공방법인 PS 강선의 인장으로 체결된 암거에 비하여 침하 및 접합부에서 벌어짐이 적게 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3052-3060
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• 2013

기존 구조물에 근접하여 터널을 계획 할 때 상부 토괴하중 및 근접 구조물의 작용하중에 따른 이완영역의 범위를 고려하여 구조물 설치 가능범위 및 터널의 보강패턴을 제시하는 안전영역이 제시되고 있다. 그러나 이 안전영역에 대해서는 기존 구조물과의 이격 거리와 하중 조건 등에 대한 규정이 명확하지 않고 지층조건, 근접 구조물의 위치 및 작용하중 조건 등에 따라 안전영역이 달라질 것이지만 이에 대한 이론적 검증이 없는 실정이다. 본 연구에서는 터널굴착을 파악하기 위해 인한 지반 및 구조물의 거동을 2차원 및 3차원 수치해석을 수행하였으며 근접 구조물의 위치, 지반변형계수의 변화에 따른 터널의 안전영역과의 상관관계 및 적정성을 평가하였다. 안전영역의 범위는 지반변형계수가 높을수록 크게 나타나고 있으며 재평가된 안전영역 다이아그램에서 제약조건 아래 시공 가능영역은 전단파괴선이 스프링라인 하부의 인버트 연장선에서 나타나 안전영역이 상당히 확대되는 것으로 나타나고 있다.