• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.97-106
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• 2004

토피고가 낮아 지반의 자립성이 적은 토사층, 풍화암층에서 시공되는 터널 구조물의 경우, 시공중 붕락을 방지하고 단기적인 안정성을 확보하기 위해서 보조공법들이 사용되는데 특히, 터널의 보강과 차수효과를 동시에 얻을 수 있는 강관 다단 그라우팅 공법(Umbrella Arch Method)이 많이 적용되고 있다. 그러나, 국내에서는 아직 본 공법의 적용에 있어 외국자료나 경험적 방법에 의한 설계 및 시공이 이루어지고 있는 실정임을 감안할 때, 합리적이고 이론적인 설계 및 해석기법의 도입이 필요하다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅 공법을 적용한 NATM 현장에서 계측을 통해 터널 굴착에 따른 강관의 거동을 분석하고, UAM 설계시에 적용할 수 있는 하중계를 제안하였다. 그리고, 제안된 하중계를 바탕으로 실제 현장에서 적용할 수 있는 UAM의 설계지침 즉, 강관길이$(L_e , L_b)$, 중첩시공거리(x), 횡방향 설치간격 등을 결정할 수 있는 설계법을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.119-128
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• 2016

성능기반 설계에서 구조물의 안정성은 손상 상태와 이를 수치화한 손상 지수에 의해 평가한다. 지상 구조물에 대해서는 이들이 비교적 명확하게 정의되어 있으나 지중 구조물에 대한 연구 수행 사례는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 국내 지하철 시스템에 널리 사용되는 박스형 개착식 터널에 작용하는 지진하중에 의한 손상 상태와 손상 지수를 일련의 비탄성 프레임 해석을 통하여 규명하였다. 터널의 3 단계 손상 상태는 구조물에 발생한 소성 힌지의 수에 의해 정의하였다. 손상 지수는 터널 구조 부재의 탄성 모멘트와 항복 모멘트의 비로 정의하여 탄성 해석만으로도 비탄성 거동과 파괴 메커니즘의 모사가 가능하도록 하였다. 또한 손상 지수를 자유장 전단 변형률의 함수로도 제시하였다. 전단 변형률은 1 차원 지반응답해석으로 쉽게 계산할 수 있으므로 이를 이용하여 간편하게 박스형 터널의 초기 내진 안정성 평가가 가능할 것으로 판단된다. 보다 일반적이고 보편적인 적용성 확보를 위해서는 추후 포괄적인 해석을 수행하여 다양한 형태의 터널과 지반에서의 전단 변형률 분포와 불확실성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시된 터널 내진설계를 위한 손상 상태, 손상 지수, 그리고 전단파 속도 및 전단변형률 간의 상호관계 플래트폼은 새로운 아이디어를 담고 있으며 추후 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.329-336
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• 2008

도심지 생활 편의를 위한 효율적인 교통 네트워크가 요구되고 있다. 그러나 과밀한 교통 네트워크는 교통체증은 물론 지반환경에 좋지 않은 영향을 주고 있어 터널 및 지하공간에 대한 효율적인 사용과 개발이 요구된다. 지난 20년간 전세계에서 많은 터널 화재사고가 발생하였으며, 그 결과 인명 및 구조물 피해는 물론 경제적으로 큰 손실을 초래하였다. 산악터널의 경우에는 화재 발생에 따른 터널 라이닝의 손상이 터널 안전성에 큰 영향을 주지는 않을 것이다. 그러나, 쉴드터널, 침매터널, 개착터널의 콘크리트 라이닝은 구조부재로 사용되는 관계로 화재 발생이 터널 붕괴로 이어지는 위험성을 안고 있다. 본 연구의 목적은 새롭게 개발된 시멘트계 내화재료로 피복된 터널 철근 콘크리트 라이닝의 내화성능을 평가하기 위함이다. 콘크리트 라이닝 시편을 대상으로 독일의 RABT 내화곡선(최고온도 $1,200^{\circ}C$), 네델란드의 RWS 내화곡선(최고온도 $1,350^{\circ}C$)을 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 RABT 내화곡선 하에서는 30mm의 내화피복만으로도 우수한 내화성능을 확인할 수 있었다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제21권1호
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• pp.101-112
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• 2019

This case study presented a simplified failure mechanism approach used as a preliminary deformation prediction for the Mexico City's metro system expansion. Because of the Mexico City's difficult subsoils, Line 12 project was considered one of the most challenging projects in Mexico. Mexico City's subsurface conditions can be described as a multilayered stratigraphy changing from soft high plastic clays to dense to very dense cemented sands. The Line 12 trajectory crossed all three main geotechnical Zones in Mexico City. Starting from to west of the City, Line 12 was projected to pass through very dense cemented sands corresponding to the Foothills zone changing to the Transition zone and finalizing in the Lake zone. Due to the change in the subsurface conditions, different constructions methods were implemented including the use of TBM (Tunnel Boring Machine), the NATM (New Austrian Tunneling Method), and cut-and-cover using braced Diaphragm walls for the underground section of the project. Preliminary crown and excavation front deformations were determined using a simplified failure mechanism prior to performing finite element modeling and analysis. Results showed corresponding deformations for the crown and the excavation front to be 3.5cm (1.4in) and 6cm (2.4in), respectively. Considering the complexity of Mexico City's difficult subsoil formation, construction method selection becomes a challenge to overcome. The use of a preliminary results in order to have a notion of possible deformations prior to advanced modeling and analysis could be beneficial and helpful to select possible construction procedures.

• Wind and Structures
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• 제4권1호
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• pp.63-72
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• 2001

This paper presents results of a study on wind loads and wind induced dynamic response of bridge jointed twin-towered buildings. Utilizing the high-frequency force balance technique, the drag and moment coefficients measured in wind tunnel tests, and the maximum acceleration rms values on the top floor of towers, are analyzed to examine the influence of building's plan shapes and of intervals between towers. The alongwind, acrosswind and torsional modal force spectra are investigated for generic bridge jointed twin-towered building models which cover twin squares, twin rhombuses, twin triangles, twin triangles with sharp corners cut off, twin rectangles and individual rectangle with the same outline aspect ratio as the twin rectangles. The analysis of the statistical correlation among three components of the aerodynamic force corroborated that the correlation between acrosswind and torsional forces is significant for bridge jointed twin-towered buildings.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.113-120
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• 2001

A frame slab method has been proved as a possible and profitable construction solution for the urban tunnels with very shallow overburden and the excavation from the surface Is strictly limited. Since this method allows only a small amount of construction activities in the ground surface, the disturbances to the public and the surface traffic can be drastically reduced compared with the ordinary cut-and-cover method. The construction sequences of the method and the some of critical cautions needed are described in detail. Also a comprehensive numerical analysis including 2-D and 3-D analysis have been performed to verify the stability of the ground during the construction. It is revealed from this study that the frame slab method can be a quite successful solution for the shallow overburden tunnelling in urban area.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.424-430
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• 2001

현대건설(주)는 사업 주관사로서 해외 업체와 대만고속전철 턴키 공사를 2000 년 1 월에 공동으로 수주하였다. 고속전철의 총 연장 길이는 약 326 km 이며, 정거장 10 개소, Depot 및 야적장으로 구성되어 있다. 이번에 수주한 공구는 2 개의 연속된 공구 (C230, C240) 이며, 본 논문은 총 연장 23.6km 인 C230 공구에 대한 설계 과정을 수록하였다. C230 공구는 NATM 터널 (6.2km), Cut-and-Cover 터널 (0.5km), 교량 (7.8km) 및 토공 구간 (9.1km)으로 구성되어 있다. 전 구간의 지반조건은 "매우" 취약한 매질로 구성되어 있으며, 층리나 절리는 거의 발달되어 있지 않다. 따라서 화약발파에 의한 터널 굴착은 기계식 굴착 (Back-hoe Excavation) 방법에 비하여 현실성이 없는 것으로 분석되었다. 취약한 지반에서 계측 결과를 기준으로 굴착 공간을 안전하게 유지할 수 있는 NATM 보강 설계가 현지 암반조건에 가장 이상적인 방법으로 제시되었다. 특히, NAT설계는 대형 아파트 지역과 파쇄대 및 지하수 침투 예상지역을 통과하기 위하여 계측에 의한 Feed-back 과정을 탄력적으로 적용하도록 계획하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.567-576
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• 2017

본 연구에서는 지반보강용 시멘트-페이스트에 초음파를 조사하여 온도변화, 점도, 일축압축강도, 육안관측 시험을 통해 초음파가 시멘트-페이스트에 어떠한 물리적 특성을 변화시키는지에 대하여 고찰하였다. 실험에 사용된 w/c는 50~100%까지 다양하게 진행하였으며, 그라우트재의 온도변화는 ${\pm}2^{\circ}C$내에서 범위를 벗어나지 않도록 조절하여 실험을 진행하였다. 실험결과 온도변화는 초음파 조사시간에 비례하여 일정하게 증가하였고, 초음파를 조사한 지반보강용 시멘트-페이스트 점도는 최대 40%까지 감소하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 평균 30% 증가하였으며 육안관측시험에서도 초음파를 조사한 시멘트-페이스트의 단면이 공극이 많이 감소하는 양상을 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.261-276
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• 2002

지하철 터널의 합리적인 건설공법 채택을 위해 최근 건설공법의 선정에 적용되고 있는 VE 및 LCC기법의 문제점을 분석하여 개선안을 도출하고자 정성적인 분석에 있어서 AHP기법을 통한 가능한 여러 대안들간의 상대적 중요도를 결정하는 방식으로 객관성을 확보하고자 하였다. 또한, 정량평가에 있어서는 경제적인 터널구조물 건설을 목적으로 설계단계에서 기존 LCC 기법에서 고려하지 못하는 건설공사에 따른 사회적 손실을 비용으로 환산하는 LCSC 평가기법을 제안하였다. 실제 지하철 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공구에 적용사례를 통해 그 효용성을 검증하였으며, 검토결과 해당 공구에서는 정성평가 및 정량평가 항목 모두에서 개착공법 보다는 터널공법의 채택이 합리적인 대안으로 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.415-429
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• 2013

성능설계는 건축과 토목분야의 구조물 설계에 대한 키워드로 떠오르고 있는 실정이다. 본 논문에서는 기존의 사양설계로 설계되어 시공 중이던 개착식 터널 구조물의 변형 사례에 대한 사례 연구를 통하여 터널에 대한 성능설계의 필요성을 고찰하고 있다. 이와 더불어 터널의 성능을 세분화하는 방법론을 소개함으로써 성능 기반 설계법 도입에 따른 현장 실무자의 이해를 돕고자 하였다. 해당 사례 연구는 전형적인 지반공학적 역해석 문제로, 상세한 지반조사, 시공 이력 분석 및 수치해석적 방법 등 다각적인 접근으로 변형의 원인을 규명하였으며 시공성 및 경제성을 만족하면서 소정의 성능 확보가 가능한 대책을 제안하였다.