• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권5호
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• pp.699-706
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• 2022

Settlement control techniques are critical for the safety of shield tunnel constructions, especially for facing complex situations. In this study, the shield tunnel structure from Huaita east road station to Heping Road station in Xuzhou metro No.3 line (China) is taken as engineering background, which has various complex problems of the upper-soft and lower-hard composite stratum conditions, twin curve shield tunnels, and underpass the foundation of the piled raft. The deformation characteristics of shield tunnelling passing through buildings are explored. Subsequently, comprehensive research methods of numerical simulation and field measurement are adopted to analyzing the effectiveness of settlement control by using the top grouting technique. The results show that the settlement of the buildings has obvious spatial characteristics, and the hysteresis effect can be obviously observed in soil deformation caused by shield construction. Meanwhile, the two shield constructions can cause repeated disturbances, reducing the soil deformation's hysteresis effect. Moreover, the shield tunnel's differential settlement is too large when a single line passes through, and the shield construction of the outer curve can cause more significant disturbance in the tunnel than the inside curve. Notably, the proposed process control parameters and secondary topgrouting method can effectively control the deformation of the shield tunnel, especially for the long-term deformation.

• Computers and Concrete
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• 제29권2호
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• pp.69-79
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• 2022

For long underground box utility tunnels, post-tensioned precast concrete is often used. Between precast tunnel segments, sealed waterproof flexible joints are often specified. Fault displacement can lead to excessive deformation of the joints, which can lead to reduction in waterproofing due to diminished contact pressure between the sealant strip and the tunnel segment. This paper authenticates utilization of a finite element model for a prefabricated tunnel fault-crossing founded on ABAQUS software. In addition, material parameter selection, contact setting and boundary condition are reviewed. Analyzed under normal fault action are: the influence of fault displacement; buried depth; soil friction coefficient, and angle of crossing at the fault plane. In addition, distribution characteristics of the utility tunnel structure for vertical and longitudinal/horizontal relative displacement at segmented interface for the top and bottom slab are analyzed. It is found that the effect of increase in fault displacement on the splice joint deformation is significant, whereas the effects of changes in burial depth, pipe-soil friction coefficient and fault-crossing angle on the overall tunnel and joint deformations were not so significant.

• 국제학술발표논문집
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• The 5th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.576-582
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• 2013

Typical highway infrastructure systems include roadway pavement, drainage systems, tunneling, and other hardware components such as guardrails, traffic signs, and lighting. Tunnels in a highway system have provided significant advantages to overcoming various natural challenges including crossing underneath bodies of water or through mountainous areas. While only a few tunnel failure cases have been reported, the failure rate is likely to increase as these assets age and because agencies have not emphasized tunneling asset management. A tunnel system undergoes a deterioration life cycle pattern that is similar to other infrastructure systems. There are very few agencies in the United States implementing comprehensive tunnel asset management programs. While current tunnel asset management programs focus on inspection, maintenance, and operation safety, there is an increasing need for the development of a comprehensive life cycle tunnel asset management program. This paper describes a conceptual framework for a comprehensive tunnel asset management program. The framework consists of three basic phases including a strategic plan, a tactical plan, and an operational plan to provide better information to the decision makers. The strategic plan is a basic long term approach of tunnel asset management. The tactical plan determines specific objectives and the operational plan actually applies asset management objectives in practice. The information includes operational condition, structural condition, efficiency of the system, emergency response, and life cycle cost analysis for tunnel capital improvement project planning.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.130-143
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• 2012

케이블볼트는 장공의 볼트가 필요한 경우나 대용량의 보조지보재로 사용되어졌으나, 지보능력의 상승과 다루기가 용이하다는 점에서 경쟁력을 갖추게 되었다. 다양한 연구로부터 얻어진 실험결과에 근거하여 길이와 고정조건을 변화시켜가며 케이블볼트의 성능을 수치해석적으로 분석하였다. 지보효과는 변위와 숏크리트 응력을 바탕으로 평가하였다. 케이블볼트에 긴장을 가하지 않고 그라우팅만 하였을 때에는 록볼트에 비해 지보효과가 떨어졌다. 그러나 긴장이 가해졌을 경우의 지보능력은 록볼트를 대신하기에 충분하였다. 케이블볼트의 긴장 후에 즉시 그라우팅을 시행하면 지보능력이 오히려 감소되지만 굴착면의 영향을 벗어난 후에 그라우팅을 수행하면 지보능력도 감소되지 않고 장기적인 안정성도 확보할 수 있을 것으로 판단되었다. 주 지보재로서 케이블볼트를 현장에 적용하기 위해서는 보다 다양한 조건에서의 실험실 시험과 현장 시험 등을 포함한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.417-422
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• 2009

최근 건설되는 터널은 장대화될 뿐만아니라 파쇠대 등의 불량한 지반을 통과하는 사례가 많아지고 있다. 지반 강도가 좋지 않을 때는 터널의 소성변형이 일어나고 때로는 붕락하는 사례도 발생한다. 지금까지의 터널시공방식은 굴착작업이 완료된 후에 라이닝콘크리트를 타설하는 순차적 시공방법이었다. 이 방법은 공사기간이 길고 비용이 많이 들어갈 뿐만 아니라 파쇄대나 소성지반에서 굴착후 장기간 방치했을 때, 터널의 안정을 기대하기 어려운 경우도 있다. 이에 따라 양북터널에서는 터널굴착과 라이닝콘크리트를 동시에 시공하여 공사기간 단축은 물론 심한 파쇄대구간에서 터널을 조기에 안정시키기 위해 동시시공을 계획하게 되었다. 동시시공을 위한 사전 검토사항으로서 발파굴착과 동시에 콘크리트를 타설했을 때 발파진동이 라이닝콘크리트의 강도에 미치지 않는 안전한 이격거리를 산출하기 위한 시험을 현장에서 시행하였다. 또한 동시시공을 위한 라이닝폼의 개선과 콘크리트 타설방법 개선, 집진기를 이용한 환기방식의 개선과 설비의 재배치 등을 동시에 시행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.125-141
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• 2018

장기적 광산 개발계획을 위하여 광산의 갱도설계는 장비계획, 운반계획, 운영계획 등의 기본이 되므로 매우 중요하다. ${\bigcirc}{\bigcirc}$광산은 생산성 향상에 중점을 둔 갱도설계가 이루어짐으로써 채광계획 변경이 매우 어렵고, 굴착갱도를 유지하기 위한 많은 노력이 필요하였다. 본 연구에서는 암반의 역학적 특성을 고려한 최적갱도를 설계하고 지보계획을 수립하고자 하였다. 이를 위하여 암반의 역학적 변수(팽윤압력, 변형계수, 지압계수)들에 대한 추정, 다양한 현장조사와 분석 등을 수행하였다. 그 결과 roof bolt 등을 활용하여 갱도유지를 하려면 갱도단면 축소 등을 고려할 필요가 있었으며, 현 갱도규격을 유지하기 위해서는 지보재와 지보방법에 대한 다양한 기능적 기술들이 필요할 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.239-247
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• 2005

강원도 동백산과 도계구간의 기존 노후 된 철도를 개량하기 위하여 새로운 장대터널을 계획하였다. 신설되는 터널은 두 지역의 표고차가 380m로 고저차가 심해 철도운영시설기준을 만족시키기 위하여 17km연장의 장대원형터널노선으로 계획하였다. 본 지역은 국내의 일반적인 지역에 비해 지질구조가 매우 복잡하기 때문에 계획한 터널노선의 지질 및 지층 상태를 규명하기 위하여 보다 정밀하고 광범위한 지질 및 지반조사를 실시하였다. 또한 계획된 터널은 석회함, 사함, 혈암 및 석탄층 퉁의 퇴적암층을 통과하며 근접하여 폐갱들이 존재하였다. 이들 암반층은 매우 다양한 형태의 서로 다른 암 종류로 혼재 되어 있어서 각 노선별 통과 암반층에 대하여 Q값에 의한 지반분류를 설시하고 터널의 굴착 지보 등에 대한 시공성 및 경제성등을 3개의 제안노선들에 대하여 제안한 평가 기법에 따라 평가를 설시하였다. 결과적으로 노선별 경제성 분석 결과에 따라 최적의 노선을 최종 선정하여 현재 시공 중에 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.55-61
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• 2020

국내 고도성장기 이후 본격 건설되기 시작한 사회 기반 시설물은 노후화가 빠르게 진행되고 있다. 특히 사고 발생 시 대량 인명 피해로 직결될 수 있는 교량, 터널 등의 대형 구조물에 대한 안전성 평가가 필요하다. 하지만 기존의 유선 센서 기반의 Structural Health Monitoring(SHM)을 개선한 무선 스마트 센서 네트워크는 짧은 신호 도달거리로 인해 경제적이고 효율적인 시스템 구축이 힘들다. 따라서 LoRa LPWAN 시스템은 사물인터넷의 확산과 더불어 저전력 장거리 통신이 각광을 받고 있으며, 이를 구조 건전성 모니터링에 응용함으로써 경제적이면서도 효율적인 모니터링 시스템 구축이 가능하다. 본 연구에서는 LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 기술동향을 조사하였으며, LoRa LPWAN 기반의 무선 계측센서 설치 및 유지관리 방안을 제안한다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.1-20
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• 1999

일본에서는 오래 전부터 물리탐사 기술을 토목${\cdot}$건설분야에 널리 활용해왔다. 특히 굴절법 탄성파탐사는 지반조사법으로 이미 확립되었다고 해도 과언이 아닐 정도로 산악 터널, 댐, 산사태 등의 조사에 주로 사용되었다. 그러나 사회의 가치관의 변화와 환경문제가 대두되면서 사용되는 물리탐사기술 및 그 적용범위가 많이 다양해졌다. 그리고 컴퓨터를 비롯한 디지털기술의 발달에 힘입어 측정기술과 해석기술이 발전함에 따라 짧은 시간에 대량의 데이터를 측정할 수 있으며, 객관성과 신뢰성이 높은 해석결과를 얻을 수 있게 되었다. 또한 지반의 가시화기술로 탐사결과를 보다 알기 쉽게 영상화할 수 있게 되었다. 최근에는 지반개량 효과의 판정, 터널 막장의 전방탐사, 지하수의 거동, 오염 및 정화 과정의 모니터링 등에 관한 물리탐사기술이 눈부시게 발전하고 있으며, 자연재해 방지를 위한 지반조사에도 널리 사용되고 있다. 현재는 3차원의 물리탐사 기술이 완성단계에 이르러 이의 토목${\cdot}$건설분야에 대한 활용이 눈앞에 와 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.293-304
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• 2022

최근 국내·외에서 지하도로 및 장대터널의 계획 및 시공으로 인해 설치 빈도가 증가하고 있는 터널 환기탑관련 설치기준에 대한 조사 및 분석, 국내 및 해외의 터널에 대한 환기탑 설치사례분석을 통해 시사점 및 개선점을 고찰하였다. 검토 결과 환기탑위치 및 높이선정 시 오염물질 배출로 인한 환경영향성, 주변 경관과 조화로운 배치, 지상부지의 효율적인 활용 등을 고려하여 주민과의 협의과정 등을 통해 최종 환기탑의 형식을 확정하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 또한, 설계단계에서부터 주변지형과의 자연스런 조화 및 민원방지를 위해 대기질 시뮬레이션을 통한 환기탑 높이 축소 등에 대한 상세한 검토가 필요할 것으로 판단된다.