• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.61-73
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• 2010

국외에서는 대형 대단면 지하공간을 건설할 경우 기존의 이형철근 록볼트와 병행하여 시공이 간편하고 안정성을 확보할 수 있는 케이블볼트를 적용하고 있다. 그러나 국내의 경우 케이블볼트에 대한 인식 부족 및 대형 지하공간의 부재로 인하여 기존에 사용하고 있는 이형철근 록볼트를 계속 사용하고 있으며, 또한 케이블볼트의 성능 평가 및 검증에 대한 연구도 매우 적어 현재 현장 시험시공 수준에서 머무르고 있다. 따라서 본 연구에서는 외국에서 개발된 버튼형 케이블볼트를 수장 보완하여 콘형 케이블볼트를 개발하였다. 개발된 콘형 케이블볼트의 적용성 및 성능 평가를 수행하기 위하여 이형철근 록볼트, 일반(plane) 케이블볼트 그리고 외국에서 다양하게 개선된 케이블볼트 중에서 콘형 케이블볼트와 작용 매커니즘이 비슷한 벌브형 케이블볼트를 함께 사용하여 인발성능을 평가하였다. 실험 결과, 강도 관점에서 (콘형 케이블볼트${\approx}$벌브형 케이블볼트) > 록볼트 > 일반 케이블볼트 순으로 인발강도 값이 크게 산정되었다. 따라서 본 연구에서 개발한 콘형 케이블볼트는 기존에 외국에서 개발된 고성능 케이블볼트와 동등 이상의 성능을 보였으며, 결국 실제 현장에서 지보재로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.108-122
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• 1991

주어진 터널 斷面 및 地盤條件을 對象으로 1次元 有限要素 프로그램인 MrSoil을 利用하여 數値解析을 遂行하고 그 結果를 本稿에 收錄하였다. 解析 모델은 過去의 터널 計測 結果等에 根據하여 터널 掘進 影 이 充分히 적은 地域까지로 擴張 設定하여 境界條件에 의한 解析結果에의 影響을 最小化하도록 하였으며, 3次元的인 터널 擧動을 適切히 Simulation 하기 위하여 施工順序를 導入하여 段階別로 解析을 遂行하였다. 解析結果 터널 天井部는 最大 約 35mm의 沈下가 豫想되며, 地表面 沈下는 13mm 以內로서 地上 構造物의 構造的인 被害는 없을 것으로 判斷된다. 支保工인 Shotcrete와 Rockbolt의 最大應力 및 軸力도 各各 84 Kg/cm2 및 9론 以內로서 許容値 以內이고, 掘面 周邊의 塑性領域은 Rockbolt 길이 以內로 制限되고 있으므로 天井部에 Forepoling을 設置한다면, 터널 安全에는 影響을 미치지 않을 것으로 判斷되므로 本 터널은 合理的이며 適切히 設計된 것으로 評價된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.69-78
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• 2009

발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제14권2호
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• pp.154-166
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• 2004

본 연구에서는 측압이 매우 큰 암반에 대규모 유류저장공동을 병렬로 굴착할 경우, 공동 및 지보재의 역학적 안정성을 평가하였다. 수치해석적인 방법을 동원하여 공동 주변 암반의 거동을 분식하고, 주된 지보재인 rockbolt와 숏크리트의 역할을 분석하였으며, 각 지보재의 안정성을 평가하였다. 적정한 지보시스템 구축을 위하여 지보재 모델링 기법, 공동 단면 형상, 지보재의 규격 등이 공동의 안정성에 미치는 영향을 파악하였다. 해석결과 지보재의 타설시기와 다단계 굴착에 따른 공동 형상의 변화가 지보재에 발생하는 응력에 큰 영향이었음을 알 수 었었으며, 강섬유보강 숏크리트의 변형 및 파괴 특성을 고려한 해석기법 개발의 필요성을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권11호
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• pp.15-21
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• 2016

국내에서는 현장에서 사용되고 있는 록볼트 공법에 대하여 여러가지 연구가 진행 중이다. 대규모 사면이나 터널, 암반구조물의 불안정한 지반을 새로운 평형상태로 유지시키기 위한 지보재로서 그라운드앵커, 록볼트가 있다. 이에 본 연구에서는 현재 가장 널리 이용되고 있는 지보재인 록볼트를 대상으로 원형 모형토조를 이용하여 실내 인발시험을 수행하여 지보재의 특성을 분석하였다. 최대인발하중의 변화 양상을 살펴보기 위해 수행한 록볼트에 대한 인발시험의 결과를 보면 인발시험 횟수에 관계없이 거의 일정함을 보였는데, 이것은 지보재가 최대인발하중에 도달할지라도 록볼트와 충전재 사이에 파괴가 거의 일어나지 않으므로 일정한 최대인발하중을 보이는 것으로 판단되며 금회 실내시험에서 충전재는 콘크리트와 토사로 채워져 있다. 주요 지보재인 록볼트의 충전재를 인공적인 재해를 방지하도록 설치한다. 본 논문에서는 록볼트 충전재인 그라우트재가 흘러내리는 것을 방지하기 위한 밀봉패커를 개발하였으며 그로 인한 터널과 사면에서 시공 시 적용성과 역할을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.189-198
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• 2003

터널의 대단면화에 따라 각 암반 지보의 역할과 그 보강효과를 확인하고 보다 합리적인 지보구조로의 변화가 요구되고 있다. 특히, 굴착직후 숏크리트에 의한 지보효과가 효과적이지 못한 터널에서는 지보 매커니즘에 대한 추가적인 검토가 필요하다. 강도가 발생하지 않는 터널이 가장 불안한 상태에 있을 때의 지보구조는 충분한 검토가 필요하다. 본 논문에서는 약재령 (若材令)시 록볼트에 의한 보강효과를 볼트 그라우트재의 경화를 고려하여 모의암반에 의한 실험 및 수치해석을 실시하여 시간의존에 따른 그라우트재의 압축강도와 재령, 부착강도와 재령, 부착강성과 재령과의 관계를 명확하게 하는 것으로 굴착직후의 록볼트의 암반보강 효과를 검토하고, 약재령시 록볼트의 모델화 및 물리정수를 산정하였다. 또 그라우트재의 효과를 가지지 않고도 해결되는 수압팽창형 프리쿠션볼트에 의한 굴착직후의 암반보강효과에 대해서도 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.366-373
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• 2002

This paper describes the load distribution and settlement of rockbolted-drilled shafts subjected to axial and lateral loads with the view to shortening the embedded depth of the pile shaft. The emphasis was on quantifying the reinforcing effects of rockbolts placed from the shafts to surrounding weathered rocks based on small-scale model tests peformed on instrumented piles. The major influencing parameters on reinforcing drilled shaft behavior are the number, the positions on the shaft, the grade, and the inclination angle at which the rockbolts are placed. The model tests was 1/40 scaled simulations of the behavior of the drilled shafts with varying combinations of the major influencing parameters. The incremental effects of reinforcement based on the various parameters have been weighed against load transfer characteristics before and after rockbolt installations.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.279-299
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• 2019

최근 발생한 경주 및 포항지진은 한반도가 더 이상 지진으로부터 안전지대가 아님을 상기시키는 계기가 되었다. 그에 따라 내진설계에 대한 중요성이 대두되고 있으며, 설계응답스펙트럼(design response spectrum)에 대한 연구 또한 많은 연구자들에 의해 활발히 이루어지고 있다. 현재 터널의 내진설계는 라이닝(Lining) 설치 완료 후 동적해석을 수행하여 안정성을 검토하는 과정으로 수행되어 시공 중에 지진 발생에 대한 고려는 이루어지지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 단층파쇄대에 시공 중인 터널의 현장계측 결과를 이용하여 역해석을 수행한 후 지진파를 고려한 수치해석을 수행하여 그로 인한 1차 지보재(록볼트, 숏크리트)의 거동 특성을 분석하였다. 지진파는 주기특성에 따라 단주기와 장주기로 구분하여 적용하였다. 수치해석 결과 지진의 주기 특성에 의한 영향은 미미한 것으로 나타났으며, 터널 천단 변위(crown displacement)는 28~31%, 단층파쇄대에 접한 좌측부의 변위는 약 14~16% 증가하는 것으로 나타났다. 기반암과 접하고 있는 우측부의 경우 약 13~27%가량 증가하는 것으로 나타났다. 숏크리트의 경우, 지진하중 고려에 따라 천단부에서의 축력이 약 113~115% 증가하였으며, 단층파쇄대와 접하고 있는 좌측부의 경우 102%, 기반암과 접하고 있는 우측부의 경우 106~110%가량 증가하는 것으로 각각 나타났다. 록볼트는 천단부, 좌측부, 우측부에서 정착지반이 단층파쇄대, 단층파쇄대와 기반암, 기반암인 경우로 선정하여 변위와 축력을 분석하였으며, 단층파쇄대와 기반암에 동시에 정착되어 있는 록볼트의 변위 및 축력이 지진으로부터 가장 취약한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.651-668
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• 2017

터널 굴착에 따른 초기 안정성 확보를 위해 1차 지보재인 숏크리트와 록볼트를 가장 적절한 시기에 터널 굴착면 주면으로 타설하여야 한다. 이러한 지보재의 역할은 장 단기적인 터널 안정성에 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 여기서 록볼트는 터널 굴착시 응력이완에 따라 발생되는 외압을 축력으로 받아들여 터널 굴착면의 숏크리트에 전달하여 전체적인 안정성을 도모하는 중요한 지보재이다. 현재까지 록볼트의 재료는 현장 수급이 유리한 이형강봉을 많이 이용하였으나 최근들어 불확실한 품질의 중국산 자재의 시장진입과 록볼트 주면 모르타르 충전시 흘러내림에 의한 밀실한 충전불량, 용수에 의한 부식 등 다양한 문제점이 나타나고 있다. 특히, 현재의 설계기준상 이형강봉에 대한 기계적 성질의 기준은 있으나 그 외 섬유보강 플라스틱(FRP) 등이 사용될 수 있으나 명확한 기준은 제시되지 않고 있다. 그래서 새로운 소재로 개발되더라도 실제 현장 적용에 있어서는 해결해야 할 부분이 많다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 기존 록볼트가 지니고 있는 여러 문제점을 해결, 개선하고자 Autobeam 재료를 이용한 고강도 강관 록볼트(Samrt Pipe-록볼트, 이하 SP-록볼트)를 개발한 내용을 다루고 있다. 개발된 록볼트의 성능평가를 위해 현장시험을 수행하고, 기존 모르타르 충전을 개선할 수 있는 충전재를 개발하여 록볼트의 성능을 더욱 향상하고자 하였다. 또한, 실무현장의 적용성 확보를 위해 설계 및 시공기준에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.19-37
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• 2024

록볼트는 NATM터널의 주 지보재로서 터널공사 현장에 널리 이용되고 있다. 국내 터널 현장에서는 전면접착형 록볼트가 가장 많이 사용되고 있다. 전면접착형 록볼트는 그라우트에 의해 볼트체와 지반 간 상대적인 거동을 구현한다. 그러나 터널 수치해석 시 전면접착형 록볼트는 이러한 거동 특성이 반영되지 못한 방법으로 모델링되는 경우가 많다. 이러한 경우, 지보재의 부재력을 과소 혹은 과대 평가하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 전면접착형 록볼트의 합리적인 모델링 방법에 대한 연구를 수행하였다. 문헌 연구 결과, 전면접착형 록볼트는 Cable요소와 Truss요소로 모델링되는 것으로 분석되었다. Cable요소의 그라우트 물성치가 록볼트 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해, 그라우트 물성치를 록볼트 인발시험 데이터를 통해 산정하여 적용한 모델과 록볼트와 지반 간 완전 접착을 가정하기 위해 임의로 크게 적용한 모델의 록볼트 거동을 비교하였다. 동일한 터널 조건에서 전면접착형 록볼트를 Truss요소와 Cable요소로 각각 다르게 모델링하여 수치해석을 수행하였고, 이에 따른 터널 거동을 분석하였다. 연구 결과, 록볼트와 지반 간 경계면 효과, 즉, 그라우트를 고려할 수 있는 요소로 전면접착형 록볼트를 모델링하는 것이 바람직한 것으로 검토되었다. 실제 전면접착형 록볼트의 거동을 모사하기 위해 인발시험 데이터를 활용하는 방법은 유효한 방법으로 검토되었다.