• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.27-35
• /
• 2002

원 지반을 성토하여 인공적으로 형성된 다짐지반에 터파기를 하여 관을 매립하거나, 암거를 설치하는 작업을 수행 하는 경우가 자주 있다. 이 때 조성되는 임시굴착사면의 기울기를 적용함에 있어서 실험이나 사면안정해석 등의 적절한 과정을 수행하지 않음으로 인해 사면붕괴가 발생하여 인명 피해는 물론이고 공기의 지연 및 공사비의 증액 등 크고 작은 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 이러한 임시사면의 안정성 검토를 위해 대표적인 경우들에 대한 사면안정해석을 수행하였으며, 특히 사면안정에 대한 다짐지반의 비등방성에 따른 전단강도의 영향을 검토하였다. 해석에서 적용한 다짐지반의 비등방성 전단강도는 전단면과 다짐층 간의 경사를 변화시키면서 수행한 일련의 직접전단시험으로부터 추정하였다. 해석 결과, 비등방성을 고려하는 지의 여부에 따라서 임시사면의 적절한 안정기울기가 소폭으로 변화할 가능성이 있음을 알았다. 그러나, 이에 따른 안전율의 변화나 파괴면의 양상은 그리 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제6권2호
• /
• pp.31-38
• /
• 2005

유동성 재료는 자기수평능력을 갖고 있으며, 액체와 같은 물질로 최대단위중량의 95~100 %의 자기 다짐율을 발휘할수 있다. 유동성 재료는 노동력이 적게 들고, 시공속도를 높일수 있으며, 접근이 어려운 장소에도 적용이 가능하면서도 재굴착이 용이한 장점이 있다. 따라서 각종 트렌치, 굴착작업, 지중구조물, 오수 및 유틸리티 관과 지중의 공동충전 등에 이용된다. 본 연구의 목적은 고함수비의 점성토와 폐스티로폼 입자, 안정재 등으로 구성된 유동성 재료의 공학적 특성을 평가하는 것이다. 이를 위하여 일축압축실험, 유동성 시험 및 모형충전성 실험을 실시하였으며 폐기물을 활용한 혼합토는 안정재의 양을 $1.0(kN/m^3){\sim}1.2(kN/m^3)$이상을 사용하면 유동성재료로서 사용가능한 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제34권6호
• /
• pp.637-648
• /
• 2023

When an earth pressure balance (EPB) shield machine bores a tunnel in gravelly sand stratum, the excavated natural soil is normally transformed using foam and water to reduce cutter wear and the risk of direct muck squeezing out of the screw conveyor (i.e., muck spewing). Understanding the undrained shear behavior of conditioned soils under pressure is a potential perspective for optimizing the earth pressure balance shield tunnelling strategies. Owing to the unconventional properties of conditioned soil, a pressurized vane shear apparatus was utilized to investigate the undrained shear behavior of foam-conditioned gravelly sands under normal pressure. The results showed that the shear stress-displacement curves exhibited strain-softening behavior only when the initial void ratio (e₀) of the foam-conditioned sand was less than the maximum void ratio (e_max) of the unconditioned sand. The peak and residual strength increased with an increase in normal pressure and a decrease in foam injection ratio. A unique relation between the void ratio and the shear strength in the residual stage was observed in the e-ln(τ) space. When e₀ was greater than e_max, the fluid-like specimens had quite low strengths. Besides, the stick-slip behavior, characterized by the variation coefficient of measured shear stress in the residual stage, was more evident under lower pressure but it appeared to be independent of the foam injection. A comparison between the results of pressurized vane shear tests and those of slump tests indicated that the slump test has its limitations to characterize the chamber muck fluidity and build the optimal conditioning parameters.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제29권4호
• /
• pp.471-486
• /
• 2022

The effect of segmental joints is one of main importance for the segmental lining design when tunnels are excavated by a mechanized process. In this paper, segmental tunnel linings are analyzed by two numerical methods, namely the Beam-Spring Method (BSM) and the Solid-Interface Method (SIM). For this purpose, the Tehran Subway Line 6 Tunnel is considered to be the reference case. Comprehensive 2D numerical simulations are performed considering the soil's calibrated plastic hardening model (PH). Also, an advanced 3D numerical model was used to obtain the stress relaxation value. The SIM numerical model is conducted to calculate the average rotational stiffness of the longitudinal joints considering the joints bending moment distribution and joints openings. Then, based on the BSM, a sensitivity analysis was performed to investigate the influence of the ground rigidity, depth to diameter ratios, slippage between the segment and ground, segment thickness, number of segments and pattern of joints. The findings indicate that when the longitudinal joints are flexible, the soil-segment interaction effect is significant. The joint rotational stiffness effect becomes remarkable with increasing the segment thickness, segment number, and tunnel depth. The pattern of longitudinal joints, in addition to the joint stiffness ratio and number of segments, also depends on the placement of longitudinal joints of the key segment in the tunnel crown (similar to patterns B and B').

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.65-85
• /
• 2023

기존 재래식 굴착 대비 안전성과 친환경의 이점으로 TBM (Tunnel Boring Machine)의 사용이 전 세계적으로 증가하였다. 특히 EPB (Earth Pressure Balanced) TBM의 경우 Open TBM 대비 다양한 지반에 적용이 가능하고 Slurry TBM에 비해 지상부지가 적게 필요하고 장비의 구조가 간단하며 가격면에서도 이점이 있어 더욱 널리 사용되고 있다. EPB TBM은 주로 토사지반에 널리 사용되는데 사용될 수 있는 지반 범위를 넓히기 위해서 가장 중요한 것은 적절한 첨가제의 사용이다. 첨가제를 사용해 버력을 소성유동화 시키는 것은 EPB TBM의 굴착성능을 높이는데 큰 도움을 줄 수 있다. 다양한 연구를 통해 첨가제의 적절한 배합비와 주입비율이 제시되어 있지만 이는 주로 slump test 등 대기압 상태에서의 실내시험에 국한되어 있어 실제 현장에서의 상황은 지반별, 장비 상태 등에 따라 상이할 수 있다. 본 연구에서는 먼저 경암부터 토사까지 다양한 지반을 가진 현장의 첨가제 사용량을 실내실험을 통해 추정하여 설계치 및 실제 굴진 시 사용량과 비교하였으며, 추가적으로 폐색, 지하수 유입 등 굴진 중 발생한 다양한 문제들에 대한 첨가제 사용을 통한 해결 방안을 모색하였다. 마지막으로 굴진이 어려운 복합지반에서의 첨가제 사용에 대한 제언을 수록하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권5C호
• /
• pp.231-238
• /
• 2012

록볼트는 터널 주변 원지반의 소성영역 확대를 방지하고 원지반의 안정성을 증가시키므로 굴착면 개방에 따른 취약점을 보완하여 2차 변형을 억제하는 주 지보재 역할을 할 수 있어 지반조건이 불량한 경우에는 시스템 볼팅하는 것이 일반적이다. 시스템 볼팅은 보통 굴착방향과 수직하게 설치하게 되는데 장소가 협소하거나 시공여건상 볼트 삽입이 어려운 곳에서는 짧은 볼트를 연결하여 사용하거나 경사지게 설치하는 경우가 있다. 본 연구에서는 록볼트 보강효과를 분석하기 위하여 경사 볼트로 보강된 지반을 단순보로 가정한 실내모형시험을 실시하였다. 경사볼트의 설치각도, 종방향 및 횡방향 설치간격, 토피고 등을 변화시켜 99회의 모형시험을 수행하였으며, 단순보로 조성된 모형지반의 토피하중에 의한 처짐량 및 연직토압을 측정하였다. 모형시험결과 볼트의 설치각도가 $75^{\circ}$ 이하인 경우 처짐량이 급격히 증가하는 경향이 나타났으며, 모형지반의 이완하중 발생률도 모형볼트의 설치각도가 $75^{\circ}$ 이하인 경우 급격히 증가하는 것으로 나타나 경사 볼트의 최적 설치각도는 $90^{\circ}{\sim}75^{\circ}$ 범위인 것으로 판단하였다. 또한, 볼트의 종방향 및 횡방향 설치간격이 좁아질수록 보강효과가 증가하는 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.421-429
• /
• 2020

본 연구는 진천 송두리 유적에서 출토된 노벽을 대상으로 총 11개의 층위별로 물리화학적인 분석을 실시하여 노벽의 층위 간 재료학적 차이 및 제작방법을 추론하였다. 미세조직 관찰 결과, 출토 노벽의 층위는 크게 3개의 그룹으로 나누어지며, 1층은 과소성층, 2~9층은 일부 피열이 관찰되는 소성층, 10~11층은 비소성 토양층으로 구분되었다. 입도분석 결과, 소성층은 굵은 모래의 함량이 비소성층에 비해 상대적으로 높았고, 곡률계수 분석결과에서도 차이를 확인하였다. 구성광물 분석결과, 전체적인 XRD 회절 패턴은 유사하나 저온성 광물과 고온성 광물의 강도가 층위 간 차이가 발생하여 피열의 정도가 달랐으며, 열분석 결과에서 1층과 2층에서만 뮬라이트 발열피크가 발견되지 않아 최종적으로 사용된 층위로 추정하였다. 결과적으로 노벽의 층위 간 재료학적 차이가 크지 않아 노벽 제작 시 기존 주변의 토양과 성분이 유사한 점토를 사용하여 축로하였을 것으로 판단되나, 층위 간 구성입자의 형상과 특징이 일부 다른 것으로 보아 수비를 하거나 석립을 일부 첨가했을 가능성이 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.217-230
• /
• 2022

쉴드TBM (Tunnel Boring Machine) 터널 시공에 있어 막장압 관리는 막장면 붕괴, 지반침하 등을 방지하여 막장 안정성을 유지하는 데 중요한 역할을 담당한다. 특히, 챔버 내부의 굴착토로 막장압을 조절하는 토압식 쉴드TBM의 경우, 이수식 쉴드TBM에 비해 막장압의 관리가 어렵다. 본 연구에서는 국내 토압식 쉴드TBM 터널 시공 현장의 지반조건 및 굴진특성 데이터를 분석하여, 토압식 쉴드TBM 터널의 세그먼트 링별 막장압 예측모델을 제시하였다. 예측모델의 입력특성으로 7가지를 선정하였으며, 912개의 학습 데이터 세트(Training data set)와 228개의 시험 데이터 세트(Test data set)를 확보하였다. 최적의 토압식 쉴드TBM 막장압 예측모델 선정을 위하여 KNN (K-Nearest Neighbors), SVM (Support Vector Machine), RF (Random Forest), XGB (eXtreme Gradient Boosting) 모델의 하이퍼파라미터(Hyperparameter)를 최적화하여 예측성능을 비교한 결과, RF 모델이 7.35 kPa의 평균 제곱근 오차(Root Mean Square Error, RMSE)로 가장 우수한 성능을 나타냈다. 추가적으로, RF 모델의 특성 중요도(Feature importance) 분석을 수행한 결과, 입력특성 중 수압의 영향도가 0.38로 가장 높았으며, 전반적으로 지반조건이 굴진특성보다 높은 중요도를 보여주었다.

• 보존과학회지
• /
• 제36권6호
• /
• pp.494-504
• /
• 2020

한국토지주택공사 경기지역본부에서 시행 중인 화성 향남 2지구 동서간선도로 건설 부지 내에서 총 10개소(A~J) 유적지가 확인되었다. 화성 요리 고분군 유적은 H지점에 해당하는 곳으로 조사 결과, 다양한 삼국시대 고분군이 확인되었고 그중 목곽묘에서 금동식리와 금동관모 등이 출토되었다. 본 연구 대상 토기는 목곽묘에서 출토된 유일한 토제 유물로 태토는 연질이며, 적갈색의 느슨한 기질에 1 mm 미만의 석영, 장석이 비짐으로 첨가되었다. 토기의 소성 온도는 운모류가 소멸되지 않고 석영의 상전이 광물인 트리디마이트(tridimite)가 생성되지 않았으며, 800℃에서 견운모의 탈수 작용에 의한 흡열피크가 미약하게 확인되는 점으로 보아 800~870℃로 추정된다. 토기는 유적 위로 지층이 형성되면서 발생된 토압, 동결과 융해의 반복 등 여러 원인에 의해 매우 약화된 상태였다. 토기만 단독으로 수습하기 불가능한 상황이었으므로 토기를 고정하고 있던 주변 토양을 같이 수습하고 보존처리실로 이동하여 체계적으로 안전하게 보존처리하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권10호
• /
• pp.2771-2778
• /
• 2009

본 연구는 주유소 부지와 같이 소규모 오염지역에 가장 많이 적용되는 굴착된 오염토양에 펜톤산화반응이 적용될 때 투입되어야 할 과산화수소와 철 촉매의 적정량을 산정하고 혼합방식 및 투입방식을 개선하여 과산화수소와 철 촉매의 과량 투입으로 인한 2차오염과 과다한 처리비용 문제를 해결하고자하였다. 경유 10,000mg/kg의 농도로 오염시킨 인공오염토양을 사용하여 실험을 진행하였고 회분식 실험결과 과산화수소의 농도가 증가할수록 경유제거효율이 높아지는 경향을 보였다. 또한 철 촉매를 주입했을 경우 과산화수소만 주입했을 시보다 훨씬 높은 경유제거효율을 보였으며 Fe(II)에 비해 Fe(III)을 주입하였을 때 제거효율이 더 높게 나타났다. 칼럼실험은 회분식 실험결과를 바탕으로 진행되었고 펜톤산화반응에 의한 현장복원이 이루어질 때 문제시되고 있는 혼합문제의 해결방법을 모색하고자 칼럼을 사용하여 시약 주입방법을 달리하며 실험하였으며 분리 분할 주입의 경우 가장 높은 효율을 얻을 수 있었다. 칼럼실험을 비교해 본 결과 단을 분리시켜 Fe(III)철 촉매를 주입하고 과산화수소를 분할 주입한 경우 92.8%의 높은 제거효율로 현장주입 조건을 모사한 과산화수소만 주입한 첫 번째 방법의 경유제거효율 10.5%보다 9배가량 높은 것으로 나타났다. 따라서 본 연구결과를 경유오염토양의 펜톤산화 복원 시 현장에 적용하면 과산화수소와 철 촉매의 과량 투입으로 인한 2차 오염과 과다한 처리비용 문제를 해결 할 수 있을 것으로 사료된다.