• Geomechanics and Engineering
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• 제23권5호
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• pp.405-418
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• 2020

Deep excavation may have impact on the adjacent tunnels. It is obvious that the excavation will adversely affect and even damage the existing tunnels if the induced deformation exceeds the capacity of tunnel structures. It hence creates a high necessity to predict tunnel displacement induced by nearby excavation to ensure the safety of tunnel. In this paper, a simplified method to evaluate the heave of the underlying tunnel induced by adjacent excavation is presented and verified by field measurement results. In the proposed model, the tunnel is represented by a series of short beams connected by tensile springs, compressional springs and shear springs, so that the rotational effect and shearing effect of the joints between lining rings can be captured. The proposed method is compared with the previous modelling methods (e.g., Euler-Bernoulli beam, a series of short beams connected only by shear springs) based on a field measured longitudinal deformation of subway tunnels. Results of these case studies show a reasonable agreement between the predictions and observations.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.49-55
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• 2018

근접굴착 시 지반변위를 억제하여 기존건물의 안정성을 확보하기 위해 굴착공사 중 흙막이벽체의 버팀대에 선행하중을 가하고 그 효과를 확인하였다. 선행하중을 가한 경우와 가하지 않은 경우에 대해서도 대형모형실험을 하였다. 지표면에 건물하중이 없는 경우와 건물하중이 있는 경우 각각 0m, 1D, 2D 에 대해 대형모형실험을 실시하였다. 본 연구에서는 모형실험에는 12m 폭의 기존건물을 축척 1:10으로 사용하였고, 폭 2m, 높이 6m, 길이 4m를 가진 대형토조에서 흙막이벽체와 인접건물의 거동에 대하여 실험을 수행하였다. 그 결과, 흙막이벽체의 버팀대에 선행하중을 작용시켜 흙막이벽체의 수평변위를 억제시켰을때 벽체배면 가상주동활동영역 내에 있는 인접건물의 안정성이 크게 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.331-341
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• 2007

기존터널에 근접 굴착 할 때 발생하는 흙막이벽체의 수평변위를 억제시키기 위해 버팀대에 선행하중을 가했다. 이러한 목적으로 흙막이벽체에 큰 선행하중을 가할 수 있는 새로운 선행하중 시스템을 모형시험에 적용하였다. 대형 시험은 폭 2.0m, 높이 6.0m, 길이 4.0m인 모형 토조에서 수행하였고 시험지반은 모래로 조성하였다. 직경 1.2m인 모형 터널은 시험지반 굴착 전에 설치하고 지반을 조성한 후에 모형터널에 근접해서 흙막이벽체를 설치하고 시험지반을 굴착하면서 모형 터널과 흙막이벽체 및 지반의 거동을 측정하였다. 이때에 선행하중 재하효과를 확인하기 위하여 선행하중을 가하지 않는 시험은 물론 선행하중을 가하여 흙막이벽체의 수평변위를 억제하는 시험을 실시하였고 수치해석을 실시하여 대형 시험결과와 비교하였다. 그 결과 선행하중을 설계축력 이상으로 적용시켜 흙막이벽체의 수평변위를 감소시켰을 때 벽체 배면에 있는 기존 터널의 안정성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권6호
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• pp.563-573
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• 2024

In this study, various countermeasures used to mitigate tunnel deformations due to nearby multi-propped basement excavation in soft clay are explored by three-dimensional numerical analyses. Field measurements are used to calibrate the numerical model and model parameters. Since concrete slabs can constrain soil and retaining wall movements, tunnel movements reach the maximum value when soils are excavated to the formation level of basement. Deformation shapes of an existing tunnel due to adjacent basement excavation are greatly affected by relative position between tunnel and basement. When the tunnel is located above or far below the formation level of basement, it elongates downward-toward or upward-toward the basement, respectively. It is found that tunnel movements concentrate in a triangular zone with a width of 2 H_e (i.e., final excavation depth) and a depth of 1 D (i.e., tunnel diameter) above or 1 D below the formation level of basement. By increasing retaining wall thickness from 0.4 m to 0.9 m, tunnel movements decrease by up to 56.7%. Moreover, tunnel movements are reduced by up to 80.7% and 61.3%, respectively, when the entire depth and width of soil within basement are reinforced. Installation of isolation wall can greatly reduce tunnel movements due to adjacent basement excavation, especially for tunnel with a shallow burial depth. The effectiveness of isolation wall to reduce tunnel movement is negligible unless the wall reaches the level of tunnel invert.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.321-328
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• 2009

기존 터널에 근접하여 절리암반 굴착시 사면의 적절한 보강방법 및 시기는 굴착사면과 터널과의 근접도, 굴착사면 경사는 물론 절리상황에 의해 영향을 받자만 현재까지는 경험적으로 결정되고 있다. 본 연구에서는 터널에 근접하여 절리암반 지반을 굴착시 굴착단계에 따른 굴착사변에서의 하중전이 특성과 터널거동과의 상관관계를 분석하기 위하여 절리각도와 굴착사면 경사를 영향인자로 한 대형 모형시험을 실시하였다. 시험결과, 터널변형은 터널 천정부 또는 바닥부에 근접한 절리면 굴착시 가장 크게 발생을 하였으며, 사면과 터널의 안정성은 굴착사면의 경사와 관련하여 굴착단계에 따라 변화하였다. 향후 본 연구결과를 활용하여 절리암반에서의 터널과 사면의 보강방안을 도출하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.561-568
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• 2003

The protection of adjacent structures in urban excavation has been an important issue. But the research on the interaction between ground movements and adjacent structure has been scarce, therefore this study was necessitated. Current design practice for the prediction of excavation-induced ground movements heavily rely on empirical method. In this study, damage levels of brick building are examined closely by means of angular distortion, deflection ratio, horizontal strain. The results of numerical analysis indicated that the movement of actual building was 60∼65% of the ground movement, while angular distortion was 45∼65%. Also numerical analysis for the assessment of brick building can be applied to the building protection at various construction stages.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.263-270
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• 2002

During deep excavation, changes in the state of stress in the ground mass around the excavation and subsequent ground losses inevitably occur. These changes in the stress and ground losses are reflected on surrounding ground in the form of ground movements, which eventually Impose strains onto nearby structures through translation, rotation, distortion, and possibly damage. A substantial portion of the cost of deep excavations in urban environments is, therefore, devoted to prevent ground movements. Prediction of ground movements and assessment of the risk of damage to adjacent structures has become an essential part of the planning, design, and construction of a deep excavation project in the urban environments. This paper presents excavation-induced ground movement characteristics as well as important issues related to excavation-induced building damage assessment.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.609-623
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• 2018

건물하중의 영향을 받는 상태의 기존터널에 근접해서 터널보다 깊은 심도로 지반을 굴착하는 경우에 흙막이벽체의 거동이 기존터널의 존재로 인해 큰 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그런데 지상 구조물에 의해 받는 영향에 대한 연구 예가 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 기존터널에 근접하여 지반을 굴착할 때 기존터널이 상부구조의 영향을 받는 상태에서 건물 위치에 따른 터널의 거동을 대형모형실험과 수치해석을 실시하여 측정하였다. 이를 위해 지표면에 건물하중이 없는 경우와 건물하중이 3가지 이격거리에 위치한 경우(0 m, 1D, 2D)에 대하여 각각 대형모형실험을 수행하였다. 본 논문에서는 흙막이벽체와 기존구조물의 영향을 받고 있는 터널의 거동에 대하여 연구하였다. 1 : 10의 축척으로 2.0 m (폭)${\times}$6 m (높이)${\times}$4.0 m (길이)의 크기를 가진 대형토조에서 실험을 수행하였다. 그 결과 흙막이벽체 배면에 있는 인접터널의 안정성은 근접굴착에 의해 뚜렷하게 영향을 받는 것으로 나타냈다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권2호
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• pp.185-195
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• 2017

With the rapid development of urban underground traffic, the study of soil deformation induced by subway tunnel construction and its settlement prediction are gradually of general concern in engineering circles. The law of soil displacement caused by shield tunnel construction of adjacent buildings is analyzed in this paper. The author holds that ground surface settlement based on the Gauss curve or Peck formula induced by tunnel excavation of adjacent buildings is not reasonable. Integrating existing research accomplishments, the paper proposed that surface settlement presents cork distribution curve characters, skewed distribution curve characteristics and normal distribution curve characteristics when the tunnel is respectively under buildings, within the scope of the disturbance and outside the scope of the disturbance. Calculation formulas and parameters on cork distribution curve and skewed distribution curve were put forward. The numerical simulation, experimental comparison and model test analysis show that it is reasonable for surface settlement to present cork distribution curve characters, skewed distribution curve characteristics and normal distribution curve characteristics within a certain range. The research findings can be used to make effective prediction of ground surface settlement caused by tunnel construction of adjacent buildings, and to provide theoretical guidance for the design and shield tunnelling.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.99-112
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• 2005

도심지에서의 지반굴착은 배면지반의 변위와 그에 따르는 건물의 손상을 유발시킨다. 굴착에 의한 지반변위의 예측과 굴착면 주변에 위치한 건물의 손상 위험도 평가는 설계단계에서 필수적인 요소이다. 본 논문에서는 기존의 굴착에 의한 지반변위 예측기법인 Peck의 방법과 Bowles의 방법을 조합하여 지보굴착에 따르는 배면지반 변위예측방법을 제안하였다. 또한, 배면지반의 Green-field 뒤틈각과 수평변형률을 이용한 인접건물 손상위험도 평가기법을 제안하였다. 이 기법은 싱가폴에서 시공중인 대규모 지반굴착공사의 설계에 성공적으로 적용되었다.