• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.395-409
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• 2022

기존 암반 굴착공법이 갖는 한계점을 극복하기 위해 최근 연마재 워터젯 공법을 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 연마재 워터젯 암반굴착 공법은 암반에 연속적인 자유면을 형성하여 발파 시 발생하는 진동을 저감하고 굴착효율을 증진시키는 효과가 있다. 그러나 연마재 워터젯 절삭성능은 암반의 물리적 성질에 따라 변화한다. 따라서, 다양한 물리적 성질을 가진 암반이 혼재하는 굴착현장 특성상 효과적인 워터젯 활용을 위해서는 다양한 암종의 절삭성능을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 현무암과 화강암을 대상으로 수압, 이격거리, 이송속도를 변화시키며 절삭실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 실험결과, 현무암은 화강암보다 평균적으로 약 41% 깊게 절삭되고, 절삭 폭은 약 18.5% 좁게 형성되었다. 본 연구결과는 향후 현무암과 같은 강도가 낮고 공극이 큰 암반 굴착현장에서 연마재 워터젯을 적용할 시 유용한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제23권3호
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• pp.227-234
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• 2013

대규모 저수지에서 상수원 선택취수설비의 수직구 굴착시 저수지 및 주변 지층으로부터의 지하수 유입이 발생할 수 있어 그라우팅을 통한 차수가 요구된다. 본 연구에서는 소양강댐 우안의 선택취수설비 공사 중에 발생할 수 있는 지하수 유입량을 그라우팅 실시 여부에 따라 모사하고 시공 중의 실제 유입량과 비교하였다. 수직구에 그라우팅이 시공되지 않은 경우에는 445~754 $m^3/d$, 그라우팅이 시공된 경우에는 58~96 $m^3/d$의 지하수가 수직구내로 유입되는 것으로 예상되었으며, 실제 그라우팅을 거친 후 굴착 과정에서 배출된 지하수량을 측정한 결과 30~100 $m^3/d$의 범위를 보여 예측 수량과 유사한 것으로 나타났다. 수직구의 작업 안정성 확보 및 원활한 공정을 위해서는 수치모델을 활용한 그라우팅 효과의 사전 평가가 필요하며 이를 근거로 그라우팅 시공을 선행한 후 굴착이 진행되는 것이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.267-281
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• 2015

본 연구에서는 흙막이벽과 같은 수직굴착과 터널과 같은 지하공간의 연속적인 굴착에 따른 지반 거동과 토압 변화를 실험적으로 연구하였다. 굴착 단계별로 벽체 거동, 토압 변화, 그리고 지표 침하의 측정이 가능한 길이 160cm, 높이 120cm의 모형 토조를 제작하였다. 실험은 균일하게 조성된 사질토 지반에서 벽체에 임의의 변위를 가하고, 토압 변화와 지표 침하를 확인하는 방식으로 수행하였다. 모형실험은 흙막이벽과 지하공간의 연속적인 시공을 모사하기 위하여 흙막이벽 굴착을 모사하는 우측벽체 10개 및 지하공간 굴착을 모사하는 하부벽체 5개를 순서대로 거동시켜 모사하였다. 실험 결과, 벽체의 주동변위로 감소된 토압이 주변 벽체로 분담되는 아칭현상이 모든 벽체에서 발생함을 확인하였다. 연속되는 시공을 모사한 실험에서 phase마다 아칭현상을 확인할 수 있으나, 하부1단 벽체의 거동 시, 우측10단 벽체는 다른 경우와 달리 토압이 50%정도만 회복됨을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.427-435
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• 2008

본 연구에서는 지반등급 V중에서 막장자립이 곤란한 지반에 대해 지반고유의 지지력을 최대한 이용하기 위한 굴착공법 및 적정벤치길이에 대해 검토하고, 보조공법으로 막장볼트를 적용할 경우 타설 패턴, 타설 개수에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지에 대해 3차원 FEM해석을 수행하였다. 보조벤치 병용전단면공법이 조기 단면폐합으로 변위를 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 타설 패턴으로는 격자상, 교호배치형(지그재그형), 원주상순으로 변위억제효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 타설 개수 증가에 따라 막장축방향 수평변위에 대해 억제효과가 있는 것으로 분석되었으며 보조벤치 병용 전단면공법굴착시공의 경우 막장부 $1.5m^2$에 1개의 막장볼트(격자상) 타설로 막장면 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.33-43
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• 2018

2열 겹침말뚝벽체는 30m 이상의 대심도에 적용 가능한 고강성의 주열말뚝으로서 동시에 연속성을 확보하여 차수벽이 되는 흙막이 벽체를 목표로 현재 개발 중에 있는 공법이다. 본 연구에서는 그러한 2열 겹침말뚝벽체의 최적 단면을 결정하는데 필요한 기초 데이터를 확보할 목적으로 여러 조건으로 가능한 시공 단면에 대하여 이론적 방법과 수치해석을 통해 각각의 휨 강성 특성을 조사하고, 이를 기존의 전형적인 CIP 및 SPW 단면의 휨 강성과 비교, 분석하였다. 그 결과, 말뚝 간 겹침길이가 커질수록 휨 강성이 감소하나 말뚝 주열수, 즉 1열과 2열 말뚝 간 휨 강성의 현저한 차이에 비해서는 그 차이가 미미한 것으로 나타났고 또한, 2열 겹침말뚝에서 보강재 종류와 말뚝개당 사용 개수가 휨 강성 크기에 미치는 영향은 겹침길이 차이에 따른 영향보다도 작은 것으로 나타났다. 따라서, 벽체의 구조적 성능 관점에서 본다면 2열 겹침말뚝벽체는 말뚝 간 겹침부 크기와 사용 보강재의 종류, 갯수에 크게 상관없이 대심도용 흙막이 벽체로 기존 공법인 CIP나 SPW 등에 비해 월등히 우수한 성능을 갖춘 것으로 파악되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.55-77
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• 2012

현대식 Rock TBM공법은 TBM에 의한 굴착과 지반 타입에 따른 능동적인 지보가 어우러진 공법으로 세그먼트를 사용하지 않고 숏크리트, 링빔, 록볼트, 와이어매쉬 등의 지보재에 의해 터널을 지보한다. 현대식 Rock TBM에서 사용되는 링빔은 H-형강을 사용하여 NATM의 강지보재와 유사하나 원형으로 완전히 폐합되어 설치됨에 따라 강지보재보다 더 효과적이다. 따라서 현대식 Rock TBM에서 링빔은 터널의 안정성 향상에 기여하는 바가 크며, 본 연구에서 소개하는 가압형 링빔(pressurized ring beam)은 그 효과를 더욱 향상 시킬 수 있다. 가압형 링빔의 효과를 검증하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였으며 그 결과 최소주응력 증가, 과대변위를 발생시키는 소성변형률의 감소, 링빔 설치 후 발생하는 변위인 상대변위감소 그리고 링빔 간격 증가 효과를 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.41-58
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• 2016

This paper focuses on the deformation behavior of tunnels crossing a weak zone in conventional tunneling. A three-dimensional finite element model was adopted that allows realistic modeling of the tunnel excavation and the support installation. Using the 3D FE model, a parametric study was conducted on a number of tunneling cases with emphasis on the spatial characteristics of the weak zone such as the strike and dip angle, and on the initial stress state. The results of the analyses were thoroughly examined so that the three-dimensional tunnel displacements at the tunnel crown and the sidewalls can be related to the spatial characteristic of the weak zone as well as the initial stress state. The results indicate that the effectiveness of the absolute displacement monitoring data as early warning indicators depends strongly on the spatial characteristics of the weak zone. It is also shown that proper interpretation of the absolute monitoring data can provide not only early warning for a weak zone outside the excavation area but also information on the orientation and the extent of the weak zone. Practical implications of the findings are discussed.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.166-178
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• 1991

Using FLAC, which is an explicit finite difference code written for analysis of problems in geotechnical engineering, a particular example 2 in the Korean Geothechnical Society News has been analysed. The elastoplasticity formulation in FLAC assumes an elastic, perfectly plastic solid in plane strain which conforms to a Mohr-Coulomb yield condition. During tunnel excavations by stages, stresses and diaplacements in region around the tunnel varies according to distance from the face of tunnel and installation of tunnel supports, and soon. In this analysis, the three dimensional support effect of the rock mass during the process of excavation is simulated by using the stress distribution method, and varying the material constants of shotcrete in each stage also considered. The maximum convergency is occured at the crown of the tunnel and estimated to be about 12mm.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.224-231
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• 2005

The ground excavation causes the deformation of the ground where the neighborhood structure is located. The ground deformation result in the vertical settlement of the neighborhood structure as well as the horizontal displacement of the temporary earth retaining structures. The decreased volume of the soil due to the ground settlement is defined as 'the ground loss quantity' or 'the ground loss'. When excavation is performed nearby existing structures, retaining walls should be designed and constructed to minimize the ground loss. Among various methods for reducing the ground loss, this study introduces the pre-loading method which has been recently developed. The reduction effect of the ground loss by pre-loading has been found to be larger as using a wall with relatively smaller rigidity.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.3-9
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• 1998

According to the developement of cities, electric wires and commuinication lines which are currently above the ground effect on the bad. Nowadays, it is necessary to build up underground facilities because the construction is increasing. Excavation work has been dominant even though the inconvenient things occurred, for example a civil appeal, a traffic obstacle, safety and spoiling the fine view because of the cost or period of the construction work. But the congestion of cities are more and more serious. Therefore shield-method is the way to escape from congestion. I considered all the construction fields which are in progress or finished.