• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.283-291
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• 2006

기존의 NATM 터널에서는 숏크리트가 임시적인 지보재로 사용되었으나 싱글쉘에서는 영구적인 구조물의 역할을 담당하게 된다. 따라서 숏크리트에 작용하는 하중과 변위를 신뢰성 있게 예측하는 것이 터널의 안정성을 확보하기 위한 필수조건이므로 지반정수 산정의 정확성이 매우 중요하다. 특히, 국내의 지질상태는 외국과 다르므로 싱글쉘 공법을 국내에 적용하기 위해서는 국내 지질상태를 고려한 지반정수 산정기법의 기술 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 국내 25개 터널 현장에서의 암반분류 사례 및 지반정수 사례를 조사하였다. 국내 싱글쉘 터널공법을 위한 지보 패턴안을, Q분류에서 수정된 NMT방법과 국내 암반상태를 고려하여 제안하였다. 또한 사례연구를 통한 Q시스템과 RMR값의 상관성을 이용하여 RMR을 이용한 지보량을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.113-126
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• 2024

NATM 터널에서 숏크리트의 응력측정은 계측기기의 신뢰도를 검증할 방법, 절차, 규정 등에 관한 연구 부족으로 인해 터널현장에서는 성능검증 없이 숏크리트 응력계가 설치 및 관리되고 있다. 본 연구에서는 일체형 및 셀타입 숏크리트 응력계의 외관검사, 구조·기능검사를 통해 불량 원인 및 문제점을 파악하고, 성능검사는 1차 시험으로 센서에 직접 하중을 재하하는 방식으로 하고, 셀타입 숏크리트 응력계는 KOLAS인증을 받은 성능검증장치를 국내 최초로 개발하여 성능검사를 실시하였다. 2차 시험으로 콘크리트 몰드시험을 통하여 일체형 및 셀타입 숏크리트 응력계의 구조적인 문제점을 파악하고 개선방안과 성능검증 절차를 제시하였다. 본 연구는 향후 숏크리트 응력계의 성능검증을 위한 규정 마련과 현장에서 계측기기를 선정하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.13-18
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• 2004

본 연구는 유한차분법을 이용하며 변위 및 응력에 1차 적인 영향을 주는 매개변수를 구축하였으며 이를 이용하여 기존 원심모형 실험값 중 천단변위, 내공변위 결과를 수치해석상결과와 비교하였고, 모형실험에서 다양하게 구현할 수 없었던 응력, 라이닝 설치의 시간적 효과를 고려하여 강성의 차이에 따른 매개변수연구를 수행하였다. 연구결과 3차원 해석을 통한 대구경강관 그라우팅의 보강물성치는 원지반 강성의 8배인 E=4,000tf/m2일때 개략적인 지반보강효과가 발현되는 것으로 확인되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.55-64
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• 2016

산악지 풍화대를 관통하는 도로 NATM터널에서 록볼트+숏크리트 타설과 강관다단 그라우팅 보강작업 진행 중, 터널 천단부붕락(토피고 25m) 및 지표면 함몰($V=12m{\times}14m{\times}$높이 5m = $840m^3$)과 터널 내 과다한 변위가 발생하였다. 원활한 후속 공사를 위해 각종 조사 자료와 시험, 분석을 통해 함몰(땅꺼짐) 원인을 분석하고 수치해석을 통하여 적절한 갱내외 보강범위를 다양하게 검토한 후 대책공법을 제시하였다. 수치해석 결과 터널 종횡방향 0.5D, 터널 상단 1.0D에서 보강효율이 가장 좋은 것으로 분석되었다. 터널 지상부는 시멘트밀크그라우팅으로, 터널 내부는 대구경강관다단 3열 중첩으로 보강하였다. 라이닝에 철근을 보강하고 잔여 터널구간에 선진수평보링을 적용하여 사전에 막장 전방상태를 파악하고 필요시 적절한 보강을 하도록 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.39-48
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• 2016

본 연구에서는 세계적인 연구 추세인 2차 콘크리트 라이닝을 타설하지 않는 싱글쉘 터널을 도입함으로써 터널 시공 공기를 단축할 수 있으며, 라이닝 타설에 따른 공사비의 절감과 장기적인 터널의 안전성을 확보할 수 있는 다양한 장점을 지닌 싱글쉘 터널 공법에 대하여 연구하고자 하였다. 먼저 국내의 라이닝 삭제와 관련된 설계 및 시공 사례를 분석하였으며, 설계 및 시공 사례와 안정성 검토 결과를 종합적으로 분석한 결과 암반상태가 양호한 구간(1~3등급)에서는 라이닝을 미설치하는 것으로 제안하였다. 국내의 경우 지층의 변화가 매우 심한 지반조건이 많으므로 싱글쉘에 의한 터널링 방법은 가능한 지반조건이 양호하고 용수개소가 적은 지반에서 적용하는 것이 바람직 하나, 일반적인 터널 구조물의 후보지의 경우에는 여러 가지 암종 및 암반상태가 교차하여 장기적으로 안정성 확보가 곤란한 경우에는 싱글쉘보다는 철근콘크리트 개념을 적용한 NATM 방법이 합리적일 것으로 판단된다. 즉 지반조건이 불량한 구간(4~5등급)에 대하여는 콘크리트 라이닝을 반영하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 최근의 설계기준 개정 방향과 세계적으로 라이닝 삭제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 상황이므로 시공성 및 경제성 개선 등을 고려한 라이닝 삭제 방안이 점차 대두되고 있으므로 합리적이고 공학적인 설계 기준을 구축하기 위한 지속적인 연구가 이루어져 할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.267-278
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• 2012

본 논문은 신형식 사각 격지지보의 구조 성능 평가를 다룬다. 지금까지 NATM 공법을 이용한 터널 시공 시 콘크리트 라이닝 시공 전까지 터널 배면을 지지하는 구조체로서 H형 단면 강지보 및 삼각 격자지보가 주로 사용되었다. H형 단면 강지보는 동일 단면 높이를 갖을 때 삼각 격자지보보다 우수한 휨 성능을 보이지만, 단면이 복부판 및 플랜지로 구성되어 있어서 숏크리트 타설 후 콘크리트 라이닝 내부에 배면 공동이 많이 발생한다. 이를 해소하기 위해 개발된 삼각 격자지보는 숏크리트와 우수한 부착성을 보이나 부재와 부재 간 용접부에서의 파손이 빈번하게 발생한다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 사각 격자지보가 개발되었고, 본 논문에서는 유한요소해석 및 하중재하실험을 통해 사각 격자지보의 구조 성능을 객관적으로 분석하였다. 해석연구에서는 강지보의 일반적인 성능평가방법인 4점 재하 휨 하중 해석을 수행하였고, 여기에 더하여 아치 해석을 통해 아치의 항복 하중 및 좌굴 하중 역시 검토하였다. 4점 재하 휨 하중 실험을 통해 사각 격자지보의 극한 상태 하중을 분석하였고, 기존의 격자지보에서 문제되었던 부재 간 접합부의 파손 여부를 검토하였다. 이렇게 해석 및 실험을 통해 신형식 사각 격자지보의 주요한 구조 성능을 평가하였고 이를 기존 격자지보와 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.195-215
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• 1991

This report deals with the process of the finite element computation and the design of the particular example tunnel (the double track section tunnel for Line 5, 7, 8 of Seoul Subway). The finite element calculations are performed with the program MISES 3 was developed from Austria which have been used in Eroupe. The principles of mechanic and mathematic analysis for the program MISES 3 are based on "The Finite Element Method -3rd Edition" by O.C zienkiewicz. The calculations are approximate analysis method divide continuum into quadrilateral element and calculate deformation and stress, according to the force equations at the node of the element. On the calculation of under excavation, this is a very convenient method and able to calculate compounded structure with tunnel lining and surrounding materials. Although calculated under the same factor and conditions, the result is not same solution, according to the shape of mesh. Therefore , it is important that we collect the construction results of NATM on the spot and by comparing the results of the finite element method with the surveying results review the validity of analysis model.sis model.

• 터널과지하공간
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• 제6권2호
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• pp.122-130
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• 1996

Generally the NATM technique uses shotcrete, rock bolts, H-beam steel ribs, and concrete lining for the tunnel support in Korea. Among them, H-beam steel ribs are extremely heavy and difficult for workers to handle. Therefore, especially in Europe, lattice girders are being used instead of H-beam steel ribs for tunnel support. Lattice girders have basically the same function as H-beam steel ribs in tunnelling. The main advantages of using lattice girders compared to H-beam steel rib supports are as follows: 1) lattice girders have relatively a low weight enough to be easily lifted and installed by labors and 2) they create a more effective bond with the shotcrete. The purpose of this study is to evaluate the effectiveness and applicability of lattice girders compared to H-beam steel ribs used in construction tunnel sites and to show that lattice girders can be adequately applied in domestic tunnel construction sites as a new tunnel support system.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1536-1539
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• 2009

In this paper, The Ready-mixed Shotcrete which Factory with automatic production system is made Materials using synthetic fiber is evaluated the field application. Result of whole test, synthetic fiber(PP, PVA) is indicated almost equal result of steel fiber by rebound rate, compressive strength and bending test. especially, PP fiber(40mm, 12kg) is showed that bending strength and toughness is better than steel fiber, also I reason in that field application of synthetic fiber(PP, PVA) is proved.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.