• 터널과지하공간
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• 제33권5호
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• pp.299-311
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• 2023

TBM의 실굴진율을 향상시키기 위한 연속굴착 기술들이 개발되고 있다. 연속굴착은 설치중인 세그먼트를 제외한 나머지 세그먼트에 추력을 가해, 굴진 정지 시간을 줄이는 기술이다. 본 기술보고는 연속굴착 세그먼트에 관한 선행기술을 조사하였다. 주요 선행기술을 헬리컬 세그먼트, 육각형 세그먼트, 기존 세그먼트 방법으로 분류했다. 헬리컬 세그먼트 방법은 아직 시공사례가 없으며, 육각형 세그먼트 방법은 상용화에 성공하지 못했다. 기존 세그먼트를 이용한 연속굴착 방법은 실증에 성공했다. 해당 기술에 대한 추진잭 추력, 운영방법을 분석했다. 국내에서도 TBM 연속굴착 연구개발이 진행 중이며, 성공사례 분석을 통해 독자적인 연속굴착 방법이 개발되어야 할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권4호
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• pp.383-392
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• 2022

Although pipelines are composed of segmental tubes commonly connected by rubber gasket or push-in joints, current studies mainly simplified pipelines as continuous structures. Effects of joints on three-dimensional deformation mechanisms of existing pipelines due to tunnel excavation are not fully understood. By conducting three-dimensional numerical analyses, effects of pipeline burial depth, tunnel burial depth, volume loss, pipeline stiffness and joint stiffness on bending strain and joint rotation of existing pipelines are explored. By increasing pipeline burial depth or decreasing tunnel cover depth, tunneling-induced pipeline deformations are substantially increased. As tunnel volume loss varies from 0.5% to 3%, the maximum bending strains and joint rotation angles of discontinuous pipelines increase by 1.08 and 9.20 times, respectively. By increasing flexural stiffness of pipe segment, a dramatic increase in the maximum joint rotation angles is observed in discontinuous pipelines. Thus, the safety of existing discontinuous pipelines due to tunnel excavation is controlled by joint rotation rather than bending strain. By increasing joint stiffness ratio from 0.0 (i.e., completely flexible joints) to 1.0 (i.e., continuous pipelines), tunneling-induced maximum pipeline settlements decrease by 22.8%-34.7%. If a jointed pipeline is simplified as a continuous structure, tunneling-induced settlement is thus underestimated, but bending strain is grossly overestimated. Thus, joints should be directly simulated in the analysis of tunnel-soil-pipeline interaction.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1484-1489
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• 2005

An inhomogeneous and anisotropic rock has different properties at different location. Thus, this refers to any of the properties which we may be measuring. There are two concepts of rock mass, namely, CHILE(Continuous, Homogeneous, Isotropic, Linear Elastic) material and DIANE(Discontinuous, Inhomogeneous, Anisotropic, Non-linear Elastic) rock. The former is essentially the properties of intact rock, the latter is essentially the properties governed by the structure of rock. In geotechnical aspect, the most important parameter is strength of rock or rock mass. In particular, characteristics of strength of rock mass depend upon the orientation of discontinuities And this orientation of discontinuities has different properties at different direction of excavation. Therefore, it needs for characterization of different properties of discontinuity orientation against different direction of excavation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.291-300
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• 2022

Tunnel boring machines combined with the earth pressure balanced shield method (EPB shield TBMs) have been adopted in urban areas as they allow excavation of tunnels with limited ground deformation through continuous and repetitive excavation and support. Nevertheless, the expansion of TBM construction requires much more minor and exquisitely controlled surface settlement to prevent economic loss. Several parametric studies controlling the tunnel's geometry, ground properties, and TBM operational factors assuming ordinary conditions for EPB shield TBM excavation have been conducted, but the impact of excessive excavation on the induced settlement has not been adequately studied. This study conducted a numerical evaluation of surface settlement induced by the ground loss from face imbalance, excessive excavation, and tail void grouting. The numerical model was constructed using FLAC3D and validated by comparing its result with the field data from literature. Then, parametric studies were conducted by controlling the ground stiffness, face pressure, tail void grouting pressure, and additional volume of muck discharge. As a result, the contribution of these operational factors to the surface settlement appeared differently depending on the ground stiffness. Except for the ground stiffness as the dominant factor, the order of variation of surface settlement was investigated, and the volume of additional muck discharge was found to be the largest, followed by the face pressure and tail void grouting pressure. The results from this study are expected to contribute to the development of settlement prediction models and understanding the surface settlement behavior induced by TBM excavation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.285-292
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• 2004

Earth Anchor method as a supporting system is widely used in the large scale deep excavation of urban areas or slope excavation project. Considering the application frequency of that method and catastrophe of that method under unproper construction management, we can find out many problems relevant to the domestic design and construction management of earth anchor method. When we encounter the cases of rapid increments and various decrements in earth anchor axial forces, considering the characteristic of earth anchor method, it is an essential point to catch the reasons and to prepare countermeasures. This article introduces two actual monitoring examples based on the close analyses of measured data in a typical large scale deep excavation project and slope excavation project. One is a rapidly increasing case of earth anchor axial forces with the continuous advance of incremental deformation in a geological layer interface. And another is a decreasing case of earth anchor axial forces with the construction conditions. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.345-352
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• 2022

도심지 터널 건설에서 발파공법은 민원이 제기되는 문제점이 있어 적용에 제약받고 있다. 이에 대한 대안으로 TBM 및 기계굴착 공법 적용이 필수적으로 검토되고 있다. 이 중 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)은 굴진과 세그먼트 체결이 번갈아 반복되며 굴진하는 공정을 가지고 있는데, 세그먼트 체결 동안 굴진을 멈추게 된다. 이러한 가동 정지시간을 최소화하고자 세그먼트 체결 중에도 가동할 수 있는 연속굴착형 TBM 기술이 개발되고 있다. 나선형 세그먼트의 굴진 반력을 확보하기 위해 추진잭을 개조하고 신뢰성을 확보하는 연구가 진행 중이다. 또한 체결 중 세그먼트를 제외한 나머지 부분의 추진잭을 가동하는 유압제어 및 유압시스템 설계기술이 개발될 예정이다. 본 보고는 연속굴착형 TBM 과제 중 부품개조 및 유압제어 기술에 대한 일부 내용을 소개한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.83-89
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• 2007

터널 굴착은 응력해방을 발생시키기 때문에 연약한 지반에서의 터널 굴착 시에는 막장의 안정성 확보가 무엇보다도 중요한 사안으로 대두되고 있다. 이에 대한 대책 공법 중 굴착대상 막장면을 일정한 강성을 가진 강봉이나 유리섬유 파이프를 이용하여 선행 보강하는 페이스 볼트 공법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 페이스 볼트를 이용한 막장 보강공법의 적용성을 검토하기 위해 페이스 볼트 공법이 필요한 연약한 지반에서 타설 되는 볼트의 개수를 0, 20, 40, 60, 80, 100개의 6가지 Case와 길이를 0.5D (2가지), 1.0D, 1.5D, 2.0D의 5가지 Case에 관하여 $FLAC^{3D}$ Ver.2.1을 이용해 3차원 연속체 해석을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.39-46
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• 2009

본 연구에서는 조립질의 퇴적층이 깊게 분포되어 있고 지하연속벽과 지반앵커로 구성된 굴착현장을 선정하여 흙막이 벽계와 배면지반의 수평변위 비교, 벽체 내부에 깊이별로 설치된 토압계와 앵커 두부에 설치된 축력계로 부터의 토압과 축력의 변화등을 정밀하게 평가분석 하였다. 분석결과 강성벽계의 수평변위는 벽체 내부에 설치된 지중경사계로 측정된 결과가 보다 합리적인 것을 알 수 있었다. 그리고 단계별 굴착에 따른 토압의 변화를 분석한 결과, 굴착이 진행됨에 따라 지반앵커의 선행 긴장력으로 인해 배면 토압은 점차 증가하는 경향을 나타내고 있었으며, 지하연속벽이 강성 벽체지만 퇴적층이 깊고 굴착 깊이가 깊은 경우에는 연성벽체에서 경험적으로 평가된 경험토압과 유사한 결과가 나타남을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권1호
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• pp.35-45
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• 2022

개착공법으로 원형 수직구 건설 시, 가시설 흙막이 벽체는 일정 수준의 변위를 허용하는 연성벽체로 설계된다. 합리적이고 경제적인 연성벽체의 구조 설계를 위해서는 벽체에 작용하는 토압을 정확히 평가할 필요가 있다. 원형 수직구 벽체에 작용하는 토압은 주변 지반의 소성 변형과 밀접하게 연관되어 있으나, 이에 대한 연구는 부족한 상황이다. 본 연구는 원형 수직구의 단계 굴착을 원심모형시험을 통해 모사하고, 원심모형시험 중 촬영된 이미지에 이미지 해석 기법을 적용하여 원형 수직구 굴착 시 주변 지반에 발생하는 변형을 평가하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.218-223
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• 2009

During the process of excavation for substructures of buildings, precise and constant measurements of retaining wall displacement is crucial for construction to be complete and safe. Currently an inclinometer is used to measure displacement around the perimeter of an excavation site. The existing inclinometer system requires an instrument to be placed inside pre-bored holes for each measurement with an typical interval of two weeks. This makes it difficult to obtain continuous displacement data, especially during a critical time such as rainy season in summer. Also, the existing inclinometer is placed at certain distance away from the retaining wall system itself. Thus, exact measurement of retaining wall movement is compromised because of the distance between the retaining wall and the inclinometer. This paper presents the development of wireless inclinometer system for the displacement measurement of retaining walls by being attached directly to the retaining wall. The result of the application of the developed systems are provided with advanced ubiquitous sensor network (USN) system features. The USN technique incorporated into the system enables users to monitor movement data from wherever possible and convenient such as construction manager's office on site or any other places connected through internet. The research work presented in this paper will provide a basis to save construction time and cost by preventing safe-related unexpected delay of construction due to the failure or collapse of retaining walls.