• Geomechanics and Engineering
• /
• 제28권4호
• /
• pp.335-346
• /
• 2022

Buckling failure is a typical slope instability mode that should be paid more attention to. It is difficult to provide systematic guidance for the monitoring and management of such slopes due to unclear mechanism. Here we examine buckling failure as the potential instability mode for a slope above a railway tunnel in southwest China. A comprehensive model test system was developed that can be used to conduct buckling failure experiments. The displacement, stress, and strain of the slope were monitored to document the evolution of buckling failure during the experiment. Monitoring data reveal the deformation and stress characteristics of the slope with different slipping mass thicknesses and under different top loads. The test results show that the slipping mass is the main subject of the top load and is the key object of monitoring. Displacement and stress precede buckling failure, so maybe useful predictors of impending failure. However, the response of the stress variation is earlier than displacement variation during the failure process. It is also necessary to monitor the bedrock near the slip face because its stress evolution plays an important role in the early prediction of instability. The position near the slope foot is most prone to buckling failure, so it should be closely monitored.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제18권3호
• /
• pp.51-59
• /
• 2002

이 논문에서는 터널막장 주변지반의 3차원적 지반거동을 고려한 인접건물의 손상위험도 평가시스템 개발에 관한 내용을 다루었다 이 시스템은 크게 건물 및 지반정보 모듈, 계측데이터 모듈, 침하평가모듈 및 건물 손상평가모듈로 구성되어 있다. 지반 침하평가 및 건물 손상평가 모듈은 이 시스템의 핵심 모듈로서 Attewell 등(1982)이 제안한 침하평가 모형을 토대로 터널시공으로 인한 침하량 및 범위를 정량적으로 평가한 후, 터널노선에 인접한 건물의 손상위험도를 Mair 등(1996)이 제시한 건물손상 평가방법을 근거로 평가한다. 터널굴착으로 인한 지반거동 평가에서 가장 큰 영향인자인 지반손실률($V_{s}$)또는 최대침하량($w_{max}$)및 변곡점(i)의 위치는 계측자료, 수치 해석 결과 그리고 각종 경험식을 사용하여 자동적으로 계산되도록 구축하였다. 한편, 건물 손상평가는 터널막장의 위치를 변화시키며 임의 구간의 인접건물에 대한 손상위험도 평가가 수행될 수 있는 기능을 부여하였다. 개발된 시스템 검증은 Boscardin과 Cording(1989)이 워싱턴 DC의 매트로 터널에 인접한 2층 조적식 건물의 계측사례를 적용하여 수행하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권3호
• /
• pp.209-231
• /
• 2018

지하광산 내 심각한 사고가 전 세계적으로 끊임없이 발생하고 있다. 작업자의 생명과 건강을 확보하고 생산성을 향상시키기 위해서 최근 갱내 무선센서 네트워크 기반 환경 모니터링 및 통신 시스템의 구축을 위한 수많은 연구가 진행되고 있다. 국내에서도 최근 정보통신기술의 도입으로 이러한 시스템의 개발 및 구축 사례가 증가하기 시작했지만 갱내통기를 고려한 환경 모니터링에 대한 국내연구는 미비하다. 본 연구에서는 갱내 무선센서 네트워크의 구축 및 환경 모니터링에 관련한 해외의 다양한 연구 동향을 분석하였고, 특히 환경 모니터링 시스템의 갱내통기와 관련한 7가지 세부 주제에 대하여 고찰하였다. 또한 실시간 모니터링을 수행한 연구의 동향을 통기 네트워크 해석에 활용되는 상용 소프트웨어 별로 정리하여 고찰하였다. 본 연구를 통해 국내광산에 적용하기 위해 추후 연구가 필요한 주제와 국내에 적용 중인 갱내환경 기준에 대해 논의하였다. 본 논문은 국내 지하광산 내 무선센서 네트워크 기반의 환경모니터링과 통신 시스템의 구축과 관련한 향후 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제29권6호
• /
• pp.407-424
• /
• 2019

지하 채굴공동의 충전은 채굴공동의 붕괴에 의한 지반침하의 근본적인 원인을 제거하여 광산지역의 장기적인 안정성을 확보할 수 있는 방법으로 알려져 있다. 이러한 채굴공동의 효율적인 충전을 위해서는 계측을 함께 수행하여 충전효과와 채움재의 역학적인 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국내 지하광산의 안정성 유지를 위하여 광산채움재의 충전에 대한 기술수준을 검토하고, 광산채움재의 실시간 계측시스템을 구축하였다. 국내외 충전 및 계측사례를 조사하여 기술수준을 검토하고, 이를 기반으로 국내 지하광산에 적합한 계측기기와 항목을 산정하였으며, 효율적인 계측기기의 운영을 위하여 실시간 모니터링 프로그램을 개발하였다. 또한, 실시간 계측시스템의 현장적용성을 검토하기 위하여 광산채움재를 충전하고 계측을 수행하는 실물모형시험을 진행하였으며, 실물모형시험으로부터 계측된 결과를 분석하고, 국외의 충전 및 계측사례와 비교하였다. 이로 인해 본 연구에서 수행된 실물모형시험의 적합성을 확인하였으며, 실시간 계측시스템의 현장적용성이 확보된 것으로 판단하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.257-267
• /
• 2008

우리나라에서 흔히 채택하고 있는 배수형 터널은 배수시스템 열화 혹은 수압작용에 따라 누수가 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 누수는 소량일 경우 외관으로 드러나지 않아, 육안으로 확인할 단계가 되면 이미 라이닝 손상 혹은 설비에 영향을 미치는 상황이 되어 초기에 인지하고 대책을 마련하는 것이 매우 중요하다. 그러나 운영 중인 배수터널의 누수거동을 확인하기 위해서는 터널을 훼손하여 배면을 조사하여야 하는데, 이는 터널 유지관리상 허용되기 어렵다. 본 연구에서는 비파괴 물리탐사법인 전기비저항 탐사법을 이용하여 터널의 방수막을 훼손하지 않고, 누수여부를 파악하는 새로운 시도를 하였다. 모형 라이닝을 제작하여 습윤정도, 혹은 열화에 따른 누수거동을 탐사한 결과 전기비저항 탐사법이 라이팅 배수기능모니터링 혹은 누수조사에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 또한 이 방법은 라이닝 누수 보수공사 후, 추가 누수여부의 조사 및 보수공사 점검에도 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제20권3호
• /
• pp.207-216
• /
• 2010

국내에서 현재까지 개발되어 적용된 낙석감지 시스템은 주로 낙석방지망에 와이어나 광섬유, 또는 경사계를 설치하여 와이어의 장력을 측정하거나 낙석 발생에 의해 와이어 단락이나 낙석방지망의 변형 또는 기울어지는 것을 감지하여 낙석을 확인하는 시스템들이다. 이러한 방법들은 낙석방지망이 먼저 설치되어 있어야 하며 낙석이 발생하면 일반적으로 관련 센서와 와이어 등에 대하여 재정비를 해야 다시 원래의 기능을 수행할 수 있게 된다. 이러한 단점을 해결하기 위하여 본 연구에서는 장력이나 변위 측정방식이 아니라 광센서와 카메라가 설치된 구역에서 낙석 통과 여부를 비접촉 방식으로 실시간 감지가 가능하도록 하는 방법을 제시하고 이를 구현하였다. 개발된 시스템을 실내실험 및 현장 적용을 한 결과 낙석 관련 정보를 효과적으로 수집하고 분석할 수 있었다. 또한 낙석 감지 전후 획득한 2장의 사진에 대하여 lighten 또는 difference 연산을 적용할 경우 낙석의 크기와 이동 방향에 대한 개략적 평가가 가능하였다.

• Wind and Structures
• /
• 제6권3호
• /
• pp.179-196
• /
• 2003

A long suspension bridge is often located within a unique wind environment, and strong winds at the site seldom attack the bridge at a right angle to its long axis. This paper thus investigates the buffeting response of long suspension bridges to skew winds. The conventional buffeting analysis in the frequency domain is first improved to take into account skew winds based on the quasi-steady theory and the oblique strip theory in conjunction with the finite element method and the pseudo-excitation method. The aerodynamic coefficients and flutter derivatives of the Tsing Ma suspension bridge deck under skew winds, which are required in the improved buffeting analysis, are then measured in a wind tunnel using specially designed test rigs. The field measurement data, which were recorded during Typhoon Sam in 1999 by the Wind And Structural Health Monitoring System (WASHMS) installed on the Tsing Ma Bridge, are analyzed to obtain both wind characteristics and buffeting responses. Finally, the field measured buffeting responses of the Tsing Ma Bridge are compared with those from the computer simulation using the improved method and the aerodynamic coefficients and flutter derivatives measured under skew winds. The comparison is found satisfactory in general.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.419-429
• /
• 2016

국내 도심지 지상교통의 대규모 혼잡으로 발생되는 경제적인 손실을 해소하기 위해 지하 40 m 이상의 대심도 지하도로가 계획되고 있으며, 안전한 장대 지하도로 구축을 위해 국내 지침에 의거하여 1등급 방재시설이 적용되어야 한다. 이러한 방재시설의 일환으로 화재발생시 터널내의 화재확산 방지 및 구조물 붕괴 방지 역할을 하는 물분무 설비가 있으나, 현실적으로 많은 기능적, 기술적인 측면에서 문제점이 발생되어 개선방안이 필요한 실정이다. 국내외적으로 화재초기진압을 위한 자동모니터 소화설비가 다양한 분야에 적용되고 있으며, 최근에는 도로/철도터널분야에 적용을 위한 이론적/실험적인 연구를 통한 개발 및 상용화가 추진되고 있다. 이러한 자동화 소화설비의 우수한 화재진압성능을 바탕으로 현재 적용되고 있는 물분무 시스템에 대한 기술적/경제적 비교분석을 실시하였으며, 화재진압성능 뿐만 아니라 경제적인 측면에서도 우수하다는 분석이 도출되었다. 하지만 본 시스템의 상용화, 제품화를 위해서는 국내 터널의 특성을 반영한 다양한 연구개발이 필요하며, 본 시스템에 따른 제도적인 개선을 통하여 활성화 된다면 독자적인 원천기술개발을 통한 선진화 방재기술 강국으로 도약하기를 기대한다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
• /
• 제21권2호
• /
• pp.103-116
• /
• 2019

Permanent sprayed concrete tunnel linings waterproofed with bonded membranes have been used at a number of important traffic projects over the last decade. Research has been carried out in several teams in order to increase the understanding of the function, properties and behavior of such linings under different loading and boundary conditions. The basic layout of this lining gives fundamental different system properties compared to the traditional lining systems. The main differences pertain to the groundwater exposure and the resulting hydraulic loading, the response of the concrete and membrane materials to this loading, as well as the geomechanically induced loading of the lining structure. The current understanding of the function and properties of such lining structures is presented in the paper based on review of recent research carried out in Norway, as well as field observations and monitoring carried over a several years. The influence of the water exposure on the final condition of the concrete and membrane materials has proven to be of vital importance for proper material testing and acceptance, assessments of the mechanical contribution of the bonded membrane, as well as assessments of the longterm durability of such linings. Obtaining realistic material parameters for the concrete and membrane materials subject to the boundary conditions posed by the groundwater exposure in an undrained structure is emphasized. Finally, some recent results from currently ongoing research on such linings, particularly the hydraulic response of the rock mass and the long term behavior of the concrete and membrane materials are presented.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.419-432
• /
• 2019

대부분 딥러닝 모델의 학습은 입력값과 입력값에 따른 출력값이 포함된 레이블링 데이터(labeling data)를 학습하는 지도 학습(supervised learning)으로 진행된다. 레이블링 데이터는 인간이 직접 제작하므로 데이터의 정확도가 높다는 장점이 있지만 비용과 시간의 문제로 인해 데이터의 확보에 많은 노력이 소요된다. 그리고 지도 학습의 목표는 정탐지 데이터(true positive data)의 인식 성능 향상에 초점이 맞추어져 있으며, 오탐지 데이터(false positive data)의 발생에 대한 대처는 미흡한 실정이다. 본 논문은 터널 관제센터에 투입된 딥러닝 모델 기반 영상유고 시스템의 모니터링을 통해 정탐지와 레이블링 데이터의 학습으로 예측하기 힘든 오탐지의 발생을 확인하였다. 오탐지의 유형은 작업차량의 경광등, 터널 입구부에서 반사되는 햇빛, 차선과 차량의 일부에서 발생하는 길쭉한 검은 음영 등이 화재와 보행자로 오탐지되고 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 현장에서 발생한 오탐지 데이터와 레이블링 데이터를 동시에 학습하여 딥러닝 모델을 개발하였으며, 그 결과 기존 레이블링 데이터만 학습한 모델과 비교하면 레이블링 데이터에 대한 재추론 성능이 향상됨을 알 수 있었다. 그리고 오탐지 데이터에 대한 재추론을 한 결과 오탐지 데이터를 많이 포함하여 학습한 모델일 경우 보행자의 오탐지 개수가 훨씬 줄었으며, 오탐지 데이터의 학습을 통해 딥러닝 모델의 현장 적용성을 향상시킬 수 있었다.