• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제19권3호
• /
• pp.489-501
• /
• 2017

도심지 개착식 굴착공사 중 발생하는 붕괴사고는 공사장 내에서의 인명 및 물질적 피해를 불러일으킬 뿐만 아니라, 공사장 주변의 지반침하로 인한 도로함몰 및 시설물 피해를 유발한다. 따라서, 도심지에서 개착식 굴착공사를 수행함에 있어서, 계획, 설계 및 시공의 건설 전체 단계에서 굴착공사 붕괴 방지를 위한 철저한 대비가 필요하다. 본 연구에서는 이와 같은 개착식 굴착공사 중 붕괴사고 예방을 위해, 중점적으로 관리되어야 할 우선 요소 결정 연구를 수행하였다. 먼저, 과거 흙막이 굴착공사의 사고사례 조사결과를 분석하고, 전문가 합의에 의한 의사결정 방법인 델파이 기법을 이용하여 붕괴 유발 요소에 대한 중요도를 산정하였다. 그 결과, 지하수 처리, 지반조사의 부실, 시공상의 불안정 등이 흙막이 공사 붕괴 예방을 위한 중점 관리 요소로 도출되었다.

• 산업기술연구
• /
• 제27권B호
• /
• pp.209-214
• /
• 2007

This paper is the research result about centrifuge model experiments of investigating the behavior of bridge abutment on the sloped ground. Ground condition of the studied site was the bridge abutment with pile foundation adjacent to the slope. The pile foundations was supported on the soft rocks covered with the embankment. Evaluating the behavior of such a complicate ground and structure conditions was not easy so that the centrifuge modelling was performed to find the overall behavior of them. Layout of centrifuge model experiment was simplified to simulate easily the actual behavior of very complicate site condition. Construction process in field such as ground excavation for footing foundation, installation of piles, placement of footing and bridge abutment, backfilling and surcharge loading eas duplicated in the centrifuge model experiment. Consequently, the stability of the piled bridge abutment adjacent to the slope of embankment was evaluated throughout centrifuge modelling.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제30권6호
• /
• pp.565-577
• /
• 2022

In this study, a series of three-dimensional numerical parametric study was conducted to investigate deformation mechanisms of an existing box culvert due to an adjacent multi-propped basement excavation in clays. Field measurements from an excavation case history are first used to calibrate a baseline Hardening Soil Small Strain (HS-small) model, which is subsequently adopted for parametric study. Results indicate that the basement-box culvert interaction along the basement centerline can be considered as a plane strain condition when the length of excavation (L) reaches 14 H_e (i.e., final excavation depth). If a plane strain condition (i.e., L/H_e=12.0) is assumed for analyzing the basement-box culvert interaction of a short excavation (i.e., L/H_e=2.0), the maximum settlement and horizontal movement of the box culvert are overestimated significantly by up to 15.7 and 5.1 times, respectively. It is also found that the deformation of box culvert can be greatly affected by the basement excavation if the distance between the box culvert and retaining wall is less than 1.5 H_e. The induced deformation in the box culvert can be dramatically reduced by improving the ground inside the excavation or implementing other precautionary measures. For example, by adding jet grouting columns within the basement and installing an isolation wall behind the retaining structures, the maximum settlements of box culvert are shown to reduce by 37.2% and 13.4%, respectively.

• 문화기술의 융합
• /
• 제6권4호
• /
• pp.669-675
• /
• 2020

본 연구에서는 인접굴착공사 시 지하철 궤도에 발생되는 변형수준을 평가하는데 있어서 3D 해석 모델로 분석하였으며, 해석의 주요 매개변수로서 터널모델의 경계조건과 지하수위 적용 수준 설정하여 해석을 수행하였다. 3차원 수치해석 모델을 이용한 궤도틀림 영향 검토 결과, 3차원 모델의 시종점부 경계조건의 구속조건을 변경하고, 설계지 하수위가 아닌 현장지하수위를 고려한 해석모델의 경우 보다 합리적인 궤도변형 예측이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 해석모델의 경계조건 및 하중조건에 따른 궤도틀림의 영향은 방향틀림, 고저틀림 및 궤간틀림과 같이 레일의 종방향 상대변위 발생에 직접적인 영향을 받는 인자에서 보다 명확한 차이가 발생되었다. 따라서 열차진행방향에 대한 선로의 변형유무를 평가하기 위한 인접굴착공사에 따른 궤도안정성 평가 시에는 레일의 변형수준을 평가할 수 있는 3차원 수치모델을 사용하여 궤도의 변형을 평가하는 것이 적정한 것으로 분석되었다. 또한 수치모델의 시종점부 경계조건 및 하중조건 설정에 주의가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.59-78
• /
• 2024

현재 터널 시공 시 인접 구조물 및 지반의 침하를 기준으로 안정성을 평가하고 있지만, 지반의 전단변형은 터널 굴착 및 작용하중 변화에 따른 지반의 파괴메커니즘을 결정짓는 주요 인자로서 터널 굴착 시 안정성 검토 및 보강영역 산정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는, 실내모형시험을 통해 도심지 연약지반에 병렬터널 굴착을 모사하여 병렬터널 굴착이 인접한 군말뚝 기초 및 인접 지반에 미치는 거동에 대해 분석하였다. 실내모형시험 시 근거리 사진계측을 활용하여 지중의 변위 및 지반의 전단변형을 구하고, 이를 바탕으로 2차원 유한요소 수치해석을 수행하였다. 역해석 결과 병렬터널의 필라부 수평이격거리 및 군말뚝 기초 선단부와 터널 천단부 사이 수직이격거리가 증가할수록 최대전단변형률이 감소하는 경향을 보였다. 필라부 수평이격거리가 증가할수록 두 번째 터널에 의해 첫 번째 터널 및 군말뚝 기초에 미치는 영향이 줄어들었다. 또한, 필라부 수평이격거리보다 군말뚝 기초 선단부와 터널 천단부 사이 수직이격거리가 지반의 전단변형률 결과에 미치는 영향이 상대적으로 더 큰 것으로 나타났다. 근거리사진계측과 수치해석 결과 인접 군말뚝 및 인접 지반의 침하는 설계 기준 이내로 측정되었으나, 지반의 전단변형률은 모든 Case에서 미소변형 범위를 벗어나 보강이 필요한 것으로 판단된다.

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

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.15-26
• /
• 2003

도심지에서 깊은굴착 및 근접굴착과 관련하여 흙막이 구조물의 설계와 시공에 있어서 주변지반 및 인접구조물의 안전성 확보를 위하여 신뢰할 만한 예측기술이 요구되고 있다. 깊은 굴착 및 근접굴착에서 흙막이 구조물의 지지체에 대한 사전재하의 적용이 연구되었고, 경제적인 효과가 있음은 알려져 왔으나 많은 연구자들에 의하여 완전히 이해되거나 인정될 만한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체의 수평변위를 억제하여 지반침하를 감소시키는 사전재하 적용의 효과에 대하여 연구를 수행하였고, 사질토지반에서 굴착주변지반의 변위 및 구조물의 손상을 예측하는 모형실험을 수행하였다. 본 연구의 수행결과는 사전재하하중 50%, 70%를 적용하였을 때, 20%의 벽체수평변위가 감소하였고, 지반침하 및 지중변위는 30%내지 40% 감소하였다. 또한 각 단계별 굴착시 사전재하하중에 따른 심도별 지중침하율 및 벽체에 작용하는 토압분포를 제시하였다.

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

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.657-664
• /
• 2002

This study presents the influence of blasting-induced vibration on the adjacent structures in rocks of various RMR values. 3D finite element analysis was performed to simulate the behaviour of tunnel and adjacent structures during rock excavation. The blast loadings were evaluated from the blasting pressure which is depending on the type and amount of explosive charges. Influencing factors for the stability of adjacent structures and ground conditions were reviewed in terms of structural dimensions and RMR values. The stiffness and load of adjacent structures are modeled in the numerical analysis to Investigate blasting effects of the size of adjacent structures. The vibration velocity and maximum particle velocity was increase sharply when the RMR value changed from 30 to 50. The effect of particle velocity was minimized at the width of structure become 2 times of tunnel diameter.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제14권4호
• /
• pp.315-324
• /
• 2018

With rapid economic growth, numerous deep excavation projects for high-rise buildings and subway transportation networks have been constructed in the past two decades. Deep excavations particularly in thick deposits of soft clay may cause excessive ground movements and thus result in potential damage to adjacent buildings and supporting utilities. Extensive plane strain finite element analyses considering small strain effect have been carried out to examine the wall deflections for excavations in soft clay deposits supported by diaphragm walls and bracings. The excavation geometrical parameters, soil strength and stiffness properties, soil unit weight, the strut stiffness and wall stiffness were varied to study the wall deflection behaviour. Based on these results, a multivariate adaptive regression splines model was developed for estimating the maximum wall deflection. Parametric analyses were also performed to investigate the influence of the various design variables on wall deflections.