• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.105-118
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• 2008

숏크리트는 터널에서 사용되는 중요한 지보재이다. 숏크리트와 암반의 접착상태는 터널의 안정성 및 사용성에 큰 영향을 끼치는 중요한 평가 요소이다. NATM공법을 이용한 터널 굴착시 굴착면 빛 벤치부에서 발파에 의해 숏크리트가 부착력을 잃고 암반으로부터 탈락되거나 공동이 형성되는 경우 숏크리트 자체의 파괴뿐만 아니라 터널의 전체적인 안정에도 악영향을 미친다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실, 그리고 공동으로 분류할 수 있다. 본 연구에서는 비파괴 시험인 충격반향기법(Impact-Echo)을 이용하여 숏크기트와 암반의 접착상태를 평가하고자 하였다. 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 충격반향시험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석으로부터 획득된 신호를 시간영역, 주파수 영역 및 시간-주파수 영역에서 각각 해석하여 숏크리트와 암반의 접착상태에 따른 신호특성을 분석하였다. 분석결과 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 시간영역 신호의 최대 진폭 이후 첫 진폭이 커지며, 주파수 영역에서 최대 에너지가 커진다. 또한 뚜렷한 공진 주파수가 나타나므로 숏크리트의 두께의 역산이 가능해진다. 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타낸다. 또한 완전 접착조건에서 지반 종류에 따른 신호특성도 분석하였다. 지반조건이 불량할수록 시간-주파수 영역에서 시간축과 평행한 윤곽선의 길이가 길어지며 그 주파수 대역은 10 kHz 이하의 저주파수 영역에서 나타난다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.71-82
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• 2006

NATM 터널의 갱구부와 갱내의 연약층 구간에는 굴착 보조공법으로 대부분 강관이나 유리섬유보강(Fiber-glass Reinforced Plastic)관에 의한 그라우팅공법이 적용되고 있다. RPUM이나 UAM으로 알려져 있는 이러한 공법으로 굴착전 막장면 천단을 선보강하여 굴착 시 주변지반의 안정을 확보할 수 있다. 특히 지반이 연약하여 자립이 어려운 경우 최근에는 막장면 천단 뿐 아니라 막장면 수평보강을 실시하여 터널 및 주변지반의 안정성을 확보하는 추세에 있다. 이러한 막장면 천단 및 수평보강 형태에 따른 보강효과는 현재 일부 수치해석적 방법과 실내 축소모형실험에 의해 연구된 바 있으나, 이러한 연구들은 복잡한 경계조건을 필요로 할 뿐 아니라 실제 터널굴착 및 보강단계를 적절히 모사할 수 없는 단점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 RPUM시공을 재현하는 실대형 모형실험을 행하였다. 본 실험은 대형 토조를 제작하고 단계별 굴착과 상재하중을 재하하여 사질토지반 내 터널 천단보강 및 막장면 수평보강형태(무보강, 천단보강, 천단보강+막장면 수평보강, 막장면 수평보강)에 따른 막장면 주변지반 보강효과를 살펴보았다. 실험결과, 막장면 수평보강만으로도 주변지반 침하와 터널 반경방향 변위에 대한 상당한 억제효과를 확인할 수 있었다. 굴진방향과 평행한 종방향의 연직응력 변화를 측정한 결과 막장면 전방 $0.5D{\sim}1.0D$ 지반에 응력이 집중되어 막장면 선행보강의 필요성이 입증되었다. 천단보강재인 FRP관의 축력과 휨모멘트를 측정한 결과 대부분이 막장면으로부터 0.75D 위치에서 최대값이 측정되어 천단보강재 최소길이는 1.0D이상이 되어야 할 것이다. catalase와 peroxidase는 SOD나 APX는 달리 단일 밴드 또는 주요 밴드가 있고 높은 활성을 보여 정제시 유리하게 작용할 것으로 보인다. prospects will be also discussed.behaviors to ferromagnetic behavior was observed. Tunneling barrier called "decay length for tunneling" for the films having the thickness of Co layer from 1.4 to 1.6 nm was measured to be ranged from 0.004 to 0.021 ${\AA}$$\^$-1/.문에 기업간 관계를 연구하는 측면에서는 탐험적 연구성격이 강하다. 더 나아가 본 산업의 주된 연구가 질적이고 기업내부만을 연구했던 것에 비교하면 시초적이라고 할 수 있다. 또한 관계마케팅, CRM 등의 이론적 배경이 되고 있는 신뢰와 결속의 중요성이 재확인하는 결과도 의의라고 할 수 있다. 그리고 신뢰는 양사 간의 상호관계에서 조성될 수 있는 특성을 가진 반면, 결속은 계약관계 초기단계에서 성문화하고 규정화 할 수 있는 변수의 성격이 강하다고 할 수가 있다. 본 연구는 복잡한 기업간 관계를 지나치게 협력적 측면에서만 규명했기 때문에 많은 측면을 간과할 가능성이 있다. 또한 방법론적으로 일방향의 시각만을 고려했고, 횡단적 조사를 통하고 국내의 한 서비스제공업체와 관련이 있는 컨텐츠 공급파트너만의 시각을 검증했기 때문에 해석에서 유의할 필요가 있다. 또한 타당성확보 노력을 기하였지만 측정도구 면에서 엄격한 개발과정을 준수하지는 못했다

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.53-62
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• 2013

NATM공법을 이용한 터널 시공에서 초기에 원지반을 구속시키고 암반과의 일체화를 통해 터널의 안정성을 확보하기 위해 통상 5-20cm 두께의 숏크리트를 시공하며 여기에는 강섬유가 $40kg/m^3$ 정도 포함되도록 설계하고 있다. 숏크리트 내에 혼합된 강섬유는 숏크리트를 뿜어 내는 장비 특성, 혼합비 그리고 현장 암반 상태에 따라 숏크리트 내 강섬유가 골고루 분산될 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 본 연구에서는 단면이 $15cm{\times}15cm$이고 길이 55cm인 사각기둥 모양의 시멘트 혼합비가 5% 또는 20%인 공시체를 3cm씩 다섯 층으로 나누어 강섬유를 혼합하지 않거나, 중간층만 혼합하거나, 1, 3, 5층만 혼합하거나, 전층을 혼합한 네 종류의 숏크리트를 모사한 콘크리트 공시체를 제작하였다. 7일 동안 공시체를 대기중 양생한 다음 휨강도시험을 실시하여 층별로 강섬유가 분산되거나 집중될 경우 휨강도와 인성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 시멘트 혼합비가 20%인 경우 강섬유 혼합층이 증가할수록 휨강도는 증가하였으며, 동일한 양의 강섬유가 골고루 분산되지 않고 한 곳으로 집중될 경우 휨강도가 20% 정도 감소하였다. 한편 시멘트 혼합비가 5%로 낮은 경우에는 강섬유 혼합층이 증가할수록 오히려 휨강도는 감소하였다. 시멘트 혼합비에 관계없이 강섬유 혼합층이 증가할수록 인성지수는 점점 증가하는 경향을 보였으며, 강섬유가 중간층으로 집중된 경우보다 골고루 분산된 경우 인성지수는 2-3배 정도 증가하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권11호
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• pp.67-75
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• 2014

본 연구에서는 공용 중인 91개 고속철도 터널을 대상으로 단계별 내진성능평가를 실시하여 설계기준에서 제시하는 목표 내진성능 확보여부를 검토하였다. 또한 지진취약도 함수도 함께 개발하여 지진규모에 따른 시설물의 확률론적 피해예측이 가능하도록 하였다. 단계별 내진성능평가는 내진성능 예비평가 및 상세평가 순으로 실시하였으며, 평가결과 대상터널들은 설계기준 수준의 내진성능을 확보하는 것으로 분석되었다. 지진취약도 함수는 최대지반가속도(Peak Ground Acceleration, PGA)를 기준으로 한 대수 정규분포형태로 설정하였으며, 함수도출방법은 설계 PGA수준에 대한 손상발생확률을 이용하여 취약도함수의 모수를 결정하는 방식으로 하였다. 손상발생 검토부재는 라이닝콘크리트로서, 대상터널을 굴착식 터널(NATM 터널) 및 개착식 터널로 구분하여 각각에 대한 손상수준별 지진취약도 함수를 개발하였다. 이번연구에서 도출된 지진취약도 함수와 기존연구결과(FEMA, 2004)와의 비교 분석을 통하여 대상터널의 내진성능확보수준을 평가하였으며, 그 결과 대상터널이 기존연구의 대상인 재래식 터널(American Steel Support Method, ASSM)에 비하여 상대적으로 내진성능이 우수한 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.145-154
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• 2020

NATM 공법에 있어서 강지보재는 숏크리트가 타설되어 라이닝을 완전히 구성할 때까지 터널의 안정화를 확보하는 구조체로서, 숏크리트의 타설 전 뿐만 아니라 타설 후 숏크리트와의 일체 거동을 통해 라이닝의 강도를 더해주는 역할을 수행한다. 본 연구에서는 새로운 형식의 사변형 격자지보재를 터널의 안정해석에 적용하기 위한 방안으로 체적비 기반의 숏크리트와 강지보재 합성부재의 등가 물성치 결정법을 제시하였다. 사변형 격자지보재는 수직 및 수평 보강재의 존재로 면적비 기반으로 등가 물성치를 산정할 경우 선택한 단면에 따라 물성치가 상이 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 체적비 기반의 등가 물성치 결정법을 제시하였으며, 격자지보재와 숏크리트로 구성된 합성부재 요소에 대한 상세모델과 등가물성치를 사용한 등가모델의 비교를 통하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였다. 상세모델과 등가모델을 비교한 결과등가모델은 상세모델에 비해 평균적으로 130% 작은 휨 강도를 나타내었다. 본 연구에서는 휨강도의 오차율을 고려하여 등가탄성계수를 보정할 수 있는 방법을 제시하였고, 보정된 등가탄성계수를 적용한 등가모델의 휨강도는 상세모델과 평균오차율 1% 이내로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.411-429
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• 2022

NATM 터널에서 계측은 필수 불가결한 요소이나 계측기의 신뢰도를 검증할 방법, 절차, 규정 등에 대한 연구가 부족함으로 인해 터널에서 계측기가 성능검증 절차 없이 설치 및 적용되고 있다. 본 연구에서는 국내외 계측 검·교정 관련 규정을 조사하고 공인 인정기준의 필요성을 제시하였다. 또한 터널계측기 중 록볼트 축력계와 지중변위계를 대상으로 계측기의 불량원인을 외관검사로 파악하였으며 성능검사를 위해 단계별 하중 재하가 가능한 검증 장치를 개발하여 국내 9개 계측제조업체의 정밀계측기 불량원인을 파악하였다. 개별센서 위주의 성능테스트도 중요하나 완제품 상태에서 검증 절차를 통과해야 함이 필수적이므로 이에 따른 성능검사 방법과 절차를 제시하였다. 본 연구를 통하여 향후 계측기 성능검증을 위한 관련 규정 마련과 현장에서 계측기를 선정하는 데 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.237-245
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• 2004

터널의 설계에 있어서 RMR 분류방법은 암반을 분류하고 암반등급에 따른 지보패턴을 결정하기 위하여 널리 사용하여 왔다. 하지만 이러한 RMR 분류방법은 현장상태를 고려하여야만 구할 수 있는 변수들을 사용하고 암반을 분류하는 기술자의 경험적 판단에 의존될 수 밖에 없다. RMR 암반분류 방법을 설계단계에서 활용할 때 RMR의 평가요소들을 모두 고려하는 것은 실무적으로 불가능하다. 따라서 설계시 정량적인 요소만을 사용하여 RMR 분류 가능성을 확인하기 위하여 판별분석을 수행하였다. 정량적 데이터인 암석강도 혹은 RQD는 RMR 값과의 상관계수가 높으며, 기존 암반분류기준을 살펴볼 때 암석강도와 RQD는 암반분류를 위한 중요한 요소이다. 기존의 RMR 암반분류 방법을 통한 암반분류와 두 가지 변수만을 고려한 판별분석을 수행한 암반분류 결과 암석강도를 독립변수로 사용한 판별분석시 74.8%, RQD를 독립변수로 사용한 판별분석시 74.3%의 정확도로 RMR 암반분류가 가능하였다. 암석강도와 RQD를 함께 고려한 판별분석을 하였을 때 82.5%의 정확도로 RMR 암반분류가 가능하였다. 기존의 사례분석에서 RMR 전체 요소를 통하여 수행된 설계단계의 전체 적중률은 40.3% 정도 수준임을 감안할 때 설계단계에서는 암석강도와 RQD 만으로도 충분한 RMR 암반분류가 가능할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.133-148
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• 2011

국가 경제규모의 성장과 더불어 단위 건설현장도 대형화, 복합화 되어 가고 있는 추세이다. 이에 따라 건설현장에서는 효율적인 프로젝트 관리를 위하여 자재, 장비, 인력 등의 자원에 관한 실시간 정보파악의 요구가 증가하고 있다. 최근 건축분야에서는 다양한 위치추적 센서를 활용한 시공관리에 대한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 토목분야에서는 이러한 연구가 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널 시공 방법 중 NATM 공법을 대상으로 위치추적이 가능한 센서를 활용하여 자재를 이용한 진도관리와 장비와 인력간의 안전관리에 있어서 실제 현장에 활용 가능한 방법을 제시하였다. 각 공정의 자재를 이용한 진도관리 방안과 사람과 장비의 거리를 통한 안전관리 방안을 제시하였다. 센서를 부착할 진도관리용 자재를 선정하고, 위치좌표를 계산하기 위한 TOA방식의 무선측위기술과 무선랜을 이용하여 터널 현장에 무선 네트워크 시스템을 구축하였다. 이를 바탕으로 터널 현장에 적용 가능한 모델을 제시하였으며, 현장 예비 시험과 현장시험을 통하여 시스템을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.305-330
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• 2023

쉴드TBM 터널은 NATM 터널과 달리 라이닝이 세그먼트로 분절되어 있다. 따라서 라이닝에 동일 하중이 발생되어도 NATM 터널 라이닝과 쉴드TBM 터널 라이닝의 응력 분포가 다르게 발생된다. 쉴드TBM 터널에서 라이닝에 발생되는 응력을 분석하는 대표적 방법은 연결부를 고려하지 않는 강성일체법과 링간 이음 및 세그먼트 연결을 고려하는 2링 빔스프링 모델이 있다. 본 연구는 라이닝 분절 Segmentaion을 고려한 Break-joint Mode 해석 방법이지만 세그먼트 라이닝 연결부의 구조적 역할을 고려하지 않고 마찰력 성분인 수직강성과 전단강성 만 도입된 쉘 인터페이스 요소를 이용한 모델링을 적용하여 진동하중 발생 시 라이닝의 응력 및 변위에 대한 응답결과를 분석했다. 토압 등 정적 하중에 대해 천 정부에서 가장 큰 응력이 발생되는 강성일체법과 달리 본 연구의 해석방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝 응력 분포는 세그먼트 연결부가 집중된 천정부 Key 세그먼트에서 가장 작은 응력이 발생하였고 연결부를 경계로 응력의 분포가 뚜렷이 구분되었다. 그리고 정적 해석 결과는 강성일체법에 발생된 라이닝 응력이 본 연구 방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝의 응력에 비해 최대 7배의 큰 응력이 발생되었다. 이러한 결과는 세그먼트 연결부를 고려한 기존의 2링 빔-스프링 모델의 응력분포 양상과 일치하는 결과다. 그러나 열차 진동하중에 대한 응력값은 Break-joint Mode로 해석한 본 연구방법의 응력이 강성일체법에 비해 더 큰 응력을 발생되었다. 이는 짧은 부재들의 조합으로 이루어진 세그먼트 Ring이 원주방향으로 일체로 되어 부재의 길이가 상대적으로 더 긴 강성일체법 결과에 비해 더 작은 응력이 발생되는 정역학적 개념과 상이한 결과다. 진동하중에 대해 Break-joint Mode에서 세그먼트 라이닝에 응력이 더 크게 발생된 원인은 부재의 고유주기, 감쇠비 등 동역학적 요인의 차이보다는 열차 진동하중에 대해 라이닝에 발생되는 변위의 차이에 기인하는 것으로 판단되지만 이에 대한 증명은 추후의 과제로 남겨두었다. 본 연구 방법의 Break-joint Mode를 이용하면 정지상태의 열차 하중에 의해 발생되는 라이닝의 응력과 변위값을 비교하여 쉴드TBM 터널의 충격계수(DIF)를 비교적 간단하게 추정할 수 있다. 본 연구는 쉴드TBM 터널의 Segmentaion을 고려한 3차원 모델링으로 추후 지진파 등 다양한 하중조건의 검토를 통해 기존 해석방법 결과와 비교하여 모델링의 추가적 신뢰성을 확보할 필요가 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.341-346
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• 2014

대표적인 한계상태설계법은 AASHTO LRFD와 Eurocodes가 있으며, 토목구조물 설계에 폭넓게 적용되고 있다. 그러나 이러한 설계법이 터널설계에 적용될 경우에는 NATM 터널의 라이닝설계와 쉴드터널의 세그먼트 설계에만 제한적으로 적용되고 있다. 최근 유럽에서는 유로코드를 터널설계 전분야에 적용하기 위하여 기준개정(EG12)을 추진하였으나 다른 유로코드(EC2 및 EC3)에 미치는 영향 등을 고려하여 불가피하게 구성하지 않는 것으로 결정되었다. 그러나 여전히 한계상태설계법을 터널설계에 적용하기 위한 연구를 활발히 진행하고 있다. 한계상태설계법은 가까운 장래에 터널을 포함한 토목구조물 설계법의 주류가 될 것이다. 그러므로 Eurocode 7 등 국외 한계상태설계법에 대한 충분한 이해가 중요하며, 국제적인 연구동향을 파악하고 터널설계에 적용하기 위한 연구가 필요하다.