• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.111-117
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• 1992

In order to design and construct a safe and economic underground structure, it is essential to understand the structural behavior of underground openings considering the effect of the sequential excavation. Therefore, this paper includes the study of initial stress distribution before excavation and stress redistribution due to the sequential excavation. And discussion on numerical simulation techniques for the sequential excavation is also included. Then, the underground structure is analyzed using the finite element and distinct element methods of analysis considering the effect of the sequential excavation. Based on the results of the analysis, the followings are discussed: shape of the openings, effect and timing of structural reinforcements. methods and sequence of excavation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권2호
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• pp.109-119
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• 2023

Ground subsidence in urban areas due to excessive development and degraded underground facilities is a serious problem. Geophysical surveys have been conducted to estimate the distribution and scale of cavities and subsidence. In this study, electrical resistivity tomography (ERT) was performed near an area of road subsidence in an urban area. The subsidence arose due to groundwater leakage that carried soil into a neighboring excavation site. The ERT survey line was located between the main subsidence area and an excavation site. Because ERT data are affected by rapid topographic changes and surrounding structures, the influence of the excavation site on the data was analyzed through field-scale numerical modeling. The effect of an excavation should be considered when interpreting ERT data because it can lead to wrong anomalous results. A method for performing 2D inversion after correcting resistivity data for the effect of the excavation site was proposed. This method was initially tested using a field-scale numerical model that included the excavation site and subsurface anomaly, which was a loosened zone, and was then applied to field data. In addition, ERT data were interpreted using an existing in-house 3D algorithm, which considered the effect of excavation sites. The inversion results demonstrated that conductive anomalies in the loosened zone were greater compared to the inversion that did not consider the effects of excavation.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권5호
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• pp.413-420
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• 2019

The changes in earth pressure and ground settlement due to underground excavation near an existing retaining wall were studied experimentally according to the separation distance between the underground excavation and the retaining wall. In addition, this study attempted to experimentally prove that the arching phenomenon occurred during the construction of the underground space. A model tank having 120 cm in length, 160 cm in height, and 40 cm in width was manufactured to simulate underground excavation through the use of five separated base wall bodies. The variation of earth pressure on the retaining wall was measured according to the underground excavation phase through the use of 10 separated right wall bodies. The results showed that the earth pressure on the retaining wall was changed by the lowering of the first base bottom wall; however, the earth pressure was not changed significantly by the lowering of the third base bottom wall, since the third base wall had sufficient separation distance from the retaining wall. Lowering of the first base wall induced a decrease in the earth pressure in the lower part of the retaining wall; in contrast, lowering of the first base wall induced an increase in the earth pressure in the middle part of the retaining wall, proving the arching effect experimentally. It is necessary to consider the changes in earth pressure on the retaining wall in designing earth retaining structures for sections where the arching effect occurs.

• 지질공학
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• 제8권3호
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• pp.225-234
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• 1998

지하공동의 거동은 굴착전에 암반에 존재하는 초기응력의 크기와 굴착에 따른 공동주변에서의 응력재분배에 많은 영향을 받는다. 암반과 같은 탄소성 재료인 경우 굴착으로 인한 공동주변의 거동은 응력경로의 영향을 받기 때문에 굴착방법과 순서 등에 따라 해석결과는 달라지게 된다. 따라서 지하 원자력발전소, 방사성폐기물 영구처분시설, 원유비축시설 등과 같은 대단면을 갖는 지하공동을 보다 합리적으로 설계하기 위해서는 해석과정에 굴착으로 인한 영향을 반영하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굴착으로 인한 응력변화를 파악하기 위해서 유한요소법과 개별요소법에 의한 수치해석을 각각 수행하였다. 해석결과를 분석한후 합리적인 굴착단면형상, 굴착방법 및 순서, 지보효과, 다공동 굴착시 인접공동의 굴착으로 인한 영향 등을 검토하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권12호
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• pp.67-74
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• 2012

기존건물의 지하층과 인접하여 굴착 시 양단벽체 토사의 마찰로 발생하는 아칭효과는 굴착벽체에 작용하는 토압을 경감시키게 된다. 본 논문에서는 굴착깊이에 대한 배면폭의 비와 벽마찰각의 변화에 따른 아칭효과의 변화를 다양한 조건에서 수치해석을 통하여 살펴보았다. 수치해석 모델은 원심모형시험결과를 바탕으로 검증하여 적용하였으며, 아칭에 의한 토압경감 효과는 굴착깊이에 대한 배면폭의 비가 작고 벽마찰각이 커짐에 따라 증가함을 알 수 있었다. 이와 같은 아칭 현상은 기존의 아칭이론 중 Handy(1985)가 제안한 이론식을 통하여 가장 정확히 묘사 가능함을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.43-52
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• 2014

본 논문은 암반지층에 설치되는 굴착벽체에 발생하는 토압에 대한 단계별 굴착깊이의 영향을 조사한 것이다. 암반지층에서 발생하는 문제들을 다루기 위해 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 단계별 굴착깊이, 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도 및 절리경사각)을 고려하였다. 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며, 단계별 굴착깊이의 영향은 암반상태가 나빠질수록 증가하는 것으로 나타났다. 더불어, 암반지층에 설치된 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과는 크게 다를 수 있다는 결과를 얻었다.

• 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.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.81-91
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• 2004

본 논문에서는 사례분석과 수치해석 등을 통하여 지하수가 터널굴착에 미치는 영향을 고찰하였다. 사례분석을 통하여 터널굴착으로 인하여 발생되는 여러 가지 환경적 요인중 하나인 지하수를 도출하였고, 이에 대하여 터널굴착단계에 따른 지하수위의 변화를 수치해석을 통하여 예측하였다. 해석결과, 터널주위의 지하수가 터널로 유입됨에 따라 터널 굴착이 지하수거동에 영향을 미칠 수 있으며, 파쇄대와 같은 지하수의 이동경로가 터널굴착구간을 지나간다면 많은 양의 지하수가 터널내부로 유입될 가능성이 있으므로 터널굴착시 이에 대한 세심한 예측기법이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.141-148
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• 2000

In this study, differential settlements of adjacent structure and behaviour of ground during tunnel excavation and the effect of micropile installed to preserve differential settlement of structure are measured and analyzed by model test. In the test results, the effective range of reinforcement is suggested.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-17
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• 2024

터널 굴착으로 인한 지반의 거동 분석은 대변형 영역의 거동을 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 TBM 터널 굴착으로 인한 주변 지반에 대한 영향을 실제 현장 조건과 동일 조건에서 분석하기 위하여 대변형 유한요소 해석을 수행하였다. 지반의 대변형 거동을 모사하고 예측함에 있어 가장 널리 활용되는 두 가지 해석 기법 - coupled Eulerian Lagrangian (CEL)과 auto-remeshing (AR) 기법 - 을 적용하여 TBM 굴착 과정을 모사하였고 그에 따른 주변 지반에 발생하는 손상영역의 범위를 예측하였다. 굴착손상영역의 범위는 두 기법을 통해 도출된 결과와 굴착손상영역을 정의하는 실험적인 기준을 종합하여 추정하였다. 해석 결과, 두 대변형 해석 기법을 이용하여 도출된 굴착손상영역은 서로 비슷한 크기로 수렴하였고, 기존 연구의 실험 및 계측을 통해 확인된 굴착손상영역 크기와 모양, 경향과도 일치하는 것으로 나타났다. 굴착 되는 지반의 RMR 등급이 좋을수록 굴착손상영역의 크기는 더 커지고, 터널의 직경과는 정비례하는 것으로 나타났다. 반면에, 터널의 심도가 깊을수록 지반의 구속압이 커져서 굴착손상영역은 상대적으로 작게 형성되는 것으로 확인되었다.