• 전산구조공학
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• 제4권1호
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• pp.42-43
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• 1991

균열성암반의 모형화 기술은 계속적으로 보완발전되어 UDEC이 개발되었으며, 현재 UDEC의 최신판은 블록 내부를 다시 유한차분요소로 분할하여 블록의 소성거동(Mohr-Coulomb Model) 및 쪼개짐을 고려할 수 있고, 절리면에서의 유체흐름 및 유압의 발생, 그리고 열응력 해석 등 평면변형 문제의 정적해석과 지진 및 폭발하중을 고려한 동적해석이 가능하다. UDEC은 전처리 기능이 뛰어나 최소한의 입력데이타로써 전체 모형의 데이타를 자동생성시키며 절리면의 통계학적 자동생성 및 터널형상의 자동생성도 가능하다. UDEC은 실용적인 보강요소를 구비하여 Rock Bolt 뿐만 아니라 그라우트를 고려한 Cable Bolt를 모형화할 수 있으며 국부적인(Key Block)보강으로써 불연속체 전체의 안정을 검토할 수 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권2호
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• pp.141-149
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• 2018

In this paper, the creep behavior of bolted rock was analyzed by using the unconfined creep tests and the numerical results. Based on the test results, the Bolted Burgers creep model (B-B model) was proposed to clarify the creep mechanism of rock mass due to rock bolts. As to the simulation of the creep behaviour of bolted rock, a new user-defined incremental iterative format of the B-B model was established and the open-source $FLAC^{3D}$ code was written by using the object-oriented language (C++). To check the reliability of the present B-B creep constitutive model program, a numerical model of a tunnel with buried depth of 1000 m was established to analyze the creep response of the tunnel with the B-B model support, the non-support and the bolt element support. The simulation results show that the present B-B model is consistent with the calculated results of the inherent bolt element in $FLAC^{3D}$, and the convergence deformation can be more effectively controlled when the proposed B-B model is used in the $FLAC^{3D}$ software. The big advantage of the present B-B creep model secondarily developed in the $FLAC^{3D}$ software is the high computational efficiency.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.51-61
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• 2005

터널의 주변지반을 보강할 경우 지반의 강도정수는 변화한다. 그러므로 보강된 터널주변지반의 지보, 보조 및 보강, 굴착설계 시 보강된 주변지반의 강도기준에 대하여 고려하여야 할 것이다. 따라서 본 논문에서는 터널의 주변지반을 보강할 경우 터널주변지반의 복합거동에 대한 연구로써 간편 터널 지보/보강 설계법과 보강된 주변지반의 강도정수변화에 대하여 이론적 및 실험적으로 연구하였으며, 또한 터널주변 강도정수 변화 결과에 따른 복합항복함수에 대해서도 제시하였다. 연구결과, 록볼트의 경우에는 터널주변지반의 내부마찰각의 증가보다는 점착력의 증가에 많은 영향을 준다는 것을 알 수 있었다.

• Advances in materials Research
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• 제11권3호
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• pp.237-250
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• 2022

The cone bolts with expanded front ends supply improved anchoring performances and increase energy absorbing capacities due to ploughing in the grouted drills. Within this study, use of a novel energy absorber for the cone bolt heads were investigated to assess its design in terms of supplying high support performances. Additionally, different grout material designs were tested to investigate whether the energy absorption capacities of the rock bolts can be improved using a silicone based thermoset polymer (STP) additive. To determine load bearing and energy absorption capacities, a series of deformation controlled pull-out tests were carried out by using bolt samples grouted in rock blocks. According to the results obtained from this study, maximum load bearing capacities of cone bolts are similar and mostly depend on the steel material strength, whereas the energy absorption capacity was determined to significantly vary in accordance with the displacement limits of the shanks. As a result of using STP additive and new polyamide absorber rings, displacement limits without the steel failure increase. The STP additive was found to improve the energy absorption capacities of grouted cone bolts. The absorber rings designed within this study were also assessed to be highly effective and able to double up the energy absorption capacities of the cone bolts.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.427-435
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• 2008

본 연구에서는 지반등급 V중에서 막장자립이 곤란한 지반에 대해 지반고유의 지지력을 최대한 이용하기 위한 굴착공법 및 적정벤치길이에 대해 검토하고, 보조공법으로 막장볼트를 적용할 경우 타설 패턴, 타설 개수에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지에 대해 3차원 FEM해석을 수행하였다. 보조벤치 병용전단면공법이 조기 단면폐합으로 변위를 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 타설 패턴으로는 격자상, 교호배치형(지그재그형), 원주상순으로 변위억제효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 타설 개수 증가에 따라 막장축방향 수평변위에 대해 억제효과가 있는 것으로 분석되었으며 보조벤치 병용 전단면공법굴착시공의 경우 막장부 $1.5m^2$에 1개의 막장볼트(격자상) 타설로 막장면 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.442-456
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• 2018

본 연구에서는 터널의 축소모형실험을 통해 이방성 암반에 설치되는 록볼트의 보강효과를 검토하였다. 이를 위해 터널규격, 암석강도, 이방성 경사, 측압계수를 달리한 두 가지 터널사례를 실험하였다. 구슬달린 자수용 시침핀을 사용하여 전면접착식 D25 이형봉강 록볼트를 모델링하였고 이들을 모형터널의 천반과 측벽에 체계적으로 설치하였다. 첫 번째 사례에서, 무지보 모형은 터널 천정부에서 초기균열이 발생하였지만 록볼트 설치 모형은 록볼트가 설치되지 않은 영역인 터널 바닥부에서 초기균열이 발생하였다. 또한, 록볼트 설치 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력과 최대압력이 각각 11%, 7% 더 컸고, 이방성 암반의 불연속면이 터널의 파괴거동에 미치는 영향은 작아져서 록볼트의 보강효과를 실험적으로 검증할 수 있었다. 지보패턴을 달리 적용한 두 번째 사례에서는, 록볼트의 길이와 수량이 큰 모형일수록 균열개시압력이 크고 하중에 따른 터널면적 축소비율은 작게 나타나, 록볼트의 길이와 수량을 증가시킬수록 록볼트의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.467-475
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• 2006

최근 국외에서는 터널막장의 안정을 위해 막장볼트의 시공실적이 급증하고 있고 관련된 많은 실험, 계측 등의 자료가 발표되고 있지만 현장마다 지반조건, 볼트 종류가 틀리기 때문에 설계 단계에서 최적의 타설개수를 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 우선 현장조사를 통하여 사용되는 막장볼트의 종류, 개수 등을 분석하였다. 이결과 막장볼트는 다른 공법과 병용하여 사용되는 경우가 많기 때문에 지반조건과의 상관관계는 보이지 않았다. 또한 현장조사를 바탕으로 한 실내시험 및 수치해석을 통해 터널 막장이 볼트로 보강되었을 경우 지반 및 볼트의 거동을 분석하였으며 특히 타설개수에 초점을 맞추었다. 실험결과 막장볼트의 개수가 증가할수록 지표면 침하 및 막장수평변위는 지수함수 형태의 변위감소 분포를 보이고 있는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.346-355
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• 2019

근접병설터널에서 필라의 안정성을 평가할 때, 필라 폭이 최소가 되는 지점에서의 국부안전율(강도/응력비)을 조사하는 방법이 널리 사용된다. FEM 응력해석결과를 바탕으로 국부안전율이 1.0 이하인 경우는 필라의 안정성이 확보되지 못 하는 것으로 판단하고 인장볼트 등의 보강공법을 적용하고 있다. 그러나 국부안전율은 필라폭/터널반경(PW/D)의 변화와 무관하게 일정한 값을 보이고 있으며 인장볼트의 프리스트레싱 도입 시에도 축차응력의 변화가 크지 않아 상대적으로 필라의 안전율을 과소평가 할 수 있는 것으로 분석되었다. 아울러 Hoek and Brown(1980)이 제안한 평균안전율을 검토하였으나 상대적으로 필라폭의 크기가 커질 경우 필라의 안전율을 과대평가하는 현상을 관찰할 수 있었다. 이에 대한 대안으로 강도 감소법을 이용한 SRM 안전율을 도입하여 필라의 안정성을 평가한 결과 필라폭/터널반경 변화에 따른 무보강 및 인장볼트 보강효과가 잘 반영됨을 알 수 있었으며 파괴형상 또한 기존 극한 이론의 검토결과와 유사함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 인장볼트의 보강효과를 구별하기 위해 록볼트 및 숏크리트를 고려하지 않고 안전율을 평가하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1995년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.1-26
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• 1995

Key aspects of the Norwegian Method of Tunnelling (NMT) are reviewed. These include a predictive method of support design using the six-parameter Q-system of rock mass characterisation. The rock mass rating or Q-value is updated during tunnel driving. The designed tunnel support generally consists of wet process, steel fibre reinforced shotcrete combined with fully grouted, untensioned rock bolts, Even in poor rock conditions S(fr) + B usually acts as the final rock reinforcement and tunnel lining. Since it is a drained lining, it is very economic compared to cast concrete with membranes. Light, free-standing steel liners are used to prevent water affecting the runnel environment. Rock mass conditions, and hence lining design and cost estimation can be assessed by careful use of seismic surveys. Relationships between the P-wave velocity, the rock mass deformation modulus and the Q-value have recently been established, where tunnel depth, rock porosity and the uniaxial compression strength of the rock are important variables. The rock mass modulus estimate, and simple index testing of the joints, provide the key input which joints are discretely represented (either in two dimensions with the UDEC code or in three dimensions with the 3DEC code) is generally favoured compared to continuum analysis. The latter may give a misleading impression of uniformity and deformations tend to be understimated. Q-system NMT designs of S(fr) + B (fibre reinforced shotcrete and bolting) are numerically checked and adjustments made to bolt capacities and shotcrete thickness if overloading is evident around the modelled profile.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.28-38
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• 2010

본 연구는 NATM 터널의 천단변위, 내공변위, 숏크리트 응력, 록볼트 축력 등의 현장 계측치를 분석하고, 2D 3D 연속체 수치해석 및 2D 불연속체 불연속면 변형 해석을 실시, 그 결과를 비교 검토하여 각 구간의 시공과정에 따른 전반적인 변위와 거동의 경향성 및 수치해석적 접근의 적용성을 검토하고자 하였다. 그 결과 전단면 굴착 구간(지보패턴 P1~P3)에서 터널의 천단 및 내공변위를 예측하고자 할 시에는 2D 연속체 수치해석만으로도 가능하나, 상 하 반단면 구간(지보패턴 P4~P6)에서 터널의 천단 및 내공변위를 예측하고자 할 시에는 반드시 2D 불연속 수치해석을 수행하여야 한다. 한편, 2D 연속체 수치해석만으로도 전 구간에 대한 터널 내 숏크리트 응력 및 록볼트 축력의 예측이 가능하다. 그리고 시공 단계에 따른 거동 및 경향성을 확인하고자 할 시에는 3D 연속체 수치해석을 수행하여야 하며, 대형 대피소 등의 접속부의 경우도 반드시 3D 연속체 수치해석을 수행하여야 한다.