• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.305-311
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• 2005

암반에 건설되는 대단면 터널에서 숏크리트의 부착강도는 암반탈락 방지와 발파진동에 의한 숏크리트 탈락방지에 매우 중요하다. 그럼에도 불구하고 숏크리트 부착강도는 압축강도에 비하여 설계 및 시공단계에서 중요한 요소로 고려되지 않았다. 따라서 본 연구의 목적은 숏크리트 부착강도가 대단면 암반 터널의 안정성에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 먼저, Holmgren의 punch-loaded 시험조건을 모사한 수치해석 모델을 이용하여 다양한 부착강도에 대한 매개변수연구를 수행하였다. 그 결과, 숏크리트의 최대지지력은 숏크리트층과 블록간의 부착 강도와 선형 비례관계를 보임을 확인하였다. 또한, 숏크리트층과 굴착면에 부착강도를 고려하는 경우와 기존의 완전부착 조건에 대한 개별요소해석을 수행하여 숏크리트 부착강도의 영향을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.345-352
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• 2022

도심지 터널 건설에서 발파공법은 민원이 제기되는 문제점이 있어 적용에 제약받고 있다. 이에 대한 대안으로 TBM 및 기계굴착 공법 적용이 필수적으로 검토되고 있다. 이 중 쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine)은 굴진과 세그먼트 체결이 번갈아 반복되며 굴진하는 공정을 가지고 있는데, 세그먼트 체결 동안 굴진을 멈추게 된다. 이러한 가동 정지시간을 최소화하고자 세그먼트 체결 중에도 가동할 수 있는 연속굴착형 TBM 기술이 개발되고 있다. 나선형 세그먼트의 굴진 반력을 확보하기 위해 추진잭을 개조하고 신뢰성을 확보하는 연구가 진행 중이다. 또한 체결 중 세그먼트를 제외한 나머지 부분의 추진잭을 가동하는 유압제어 및 유압시스템 설계기술이 개발될 예정이다. 본 보고는 연속굴착형 TBM 과제 중 부품개조 및 유압제어 기술에 대한 일부 내용을 소개한다.

• 터널과지하공간
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• 제15권4호
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• pp.264-274
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• 2005

대규모 채석을 위한 최적 발파 패턴은 파쇄 입도의 분포에 따라 추산된 최소 발파 비용에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서 파쇄 입도의 분포를 예측하는 문제는 매우 중요하다. 파쇄 입도 분포의 예측에 사용된 모델은 현장 시험발파로부터 얻은 발파석에 대한 입도 분포와 비교 검토하여 선택하였다. 그 결과 Kuz-Ram 모델을 파쇄 입도 모델로 선정하였으며, 이 모델은 현지 암반의 상태를 고려할수 있는 발파암 계수라는 지배적 인자를 사용한다. 전체 생산 비용 산정을 위해 발파암 계수의 3차원 공간 분포의 추정은 매우 중요한 문제라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 대규모 발파 예정 대상 구역 전체의 발파암 계수에 대한 3차원 공간 분포를 추정하기 위해 순차적 지시 시뮬레이션을 적용하였다. 순차적 지시 시뮬레이션은 조건부 시뮬레이션의 한 종류로서, 크리깅 기법에 비해 높은 변동도 모델 재현성과 취득된 조사 자료의 분포 모델에 관한 정보를 활용함으로써 추정치에 대한 불확실성을 보다 줄일 수 있는 장점을 가진다. 발파암 계수의 3차원 분포로부터 대상 구역 전체의 발파암 TYPE을 분류할 수 있었으며, 각 TYPE별 최적 발파 패턴을 설계할 수 있었다. 또한, 지반고별 발파암 계수의 분포에 대한 정량적 정보를 제공함으로써 각 공정단계별 비용을 추산하여 공정계획을 세우는데 도움이 될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제20권5호
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• pp.318-324
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• 2010

발파나 지진과 같은 충격하중에 의한 재료의 동적특성이 최근 들어 지상 및 지하구조물의 설계에 주목받고 있다. 측정장비의 발달에 힘입어 수백 ${\mu}$-sec에서 파괴가 진행되는 동안에 발생하는 응력과 변형률의 완전한 이력곡선을 얻을 수 있다. SHPB는 암석의 동적거동을 연구하는데 보편적이며 믿을만한 실험장치로 인식되고 있으며, 이 장치에 의한 동적 압축이나 인장강도시험은 조만간 표준시험법으로 제정될 예정이다. 본 보고서는 종래의 사각형 입사파의 단점을 없애기 위하여 사인형태의 응력파를 생성할 수 있는 특별한 모양의 충격자를 고안한 논문을 소개한 것이다. 이 논문은 사인형태의 입사파에 대한 장점을 설명하고 또한 동하중에 대한 암석의 크기효과를 설명하고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.137-153
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• 2019

터널공사 시간 및 비용의 예측은 터널공사를 계획하는데 있어서 가장 기본적인 사항이며, 우리나라에서는 결정론적 방법에 따라 체계화된 표준품셈에 의해 계산하고 있다. 본 논문에서는 국내 터널 공사기간 또는 사이클타임의 신뢰성 있는 예측모델 구축이라는 장기적인 목표를 위하여, 우선 국내 터널 3개의 현장에 대한 터널굴착시간을 세부공종별로 분석하고, 터널설계시 공사기간을 추정하는 공식적인 방법인 표준품셈에서의 사이클타임과 비교하였다. 그 결과 실제 굴착 사이클타임은 표준품셈대비 3개의 터널 각각 50 %, 7%, 31% 수준의 차이를 보였고, 특히 숏크리트와 록볼트 타설시간에서는 각각 171%, 88%로 매우 큰 차이를 보였다. 이에 대한 가장 큰 이유는 표준품셈은 주된 작업공종별로만 작업시간이 분류되어 있어 터널작업자들의 숙련도, 각종 시공장비의 종류 및 사양, 또는 터널굴착작업에서 발생하는 다양한 시공조건을 고려하고 있지 않기 때문이다. 결국 본 연구결과는 현재까지 조사가 이루어진 터널 3개 현장의 특정한 상황에 대해서만 적용될 수 있으므로, 향후 터널굴착 세부작업시간에 대한 지속적인 데이터 축적을 통해 신뢰성 있는 터널굴진시간 예측모델을 구축할 계획이다.

• 터널과지하공간
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• 제25권1호
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• pp.46-55
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• 2015

발파분진을 제어하기 위하여 도폭선을 결합한 양수튜브를 고안하였다. 최적설계를 위한 실험의 일환으로 도폭선 기폭위치에 따른 물의 확산을 비교 실험하였다. 실험결과를 평가하기 위하여 고속카메라로 촬영하여 영상을 이미지 분석 하였고, 워터튜브의 분무확산 과정을 묘사하기 위해 AUTODYN 프로그램을 이용하여 해석한 결과를 분무초기거동 실험영상과 비교하였다. 외부기폭의 경우 분무거동이 교차유동을 나타냈고, 내부기폭의 경우 방사형 전파유동을 나타냈다. 수치해석 결과 워터튜브 내부기폭의 경우 수중폭발에서와 같은 내부 Bubble Ring이 발생하였고, 지반에의 반사압 영향에 의해 추가적인 Bubble Ring이 형성되었다. 또한, 워터튜브의 분무미립화 성능을 Weber 수를 통해 평가하였고, 워터튜브의 충분한 미립화 성능을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.87-97
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• 2020

암석의 파괴인성은 발파, 굴착 등으로 인한 균열의 개시와 전파를 나타낼 수 있는 상수이다. 터널의 거동, 석회석 광산의 안정성 평가 등에 축소모형실험이 다양하게 적용되고 있다. 축소모형을 통해 발파로 인한 손상영역평가도 이뤄지고 있는데, 파괴 관련 인자에 대한 축소율 적용은 이뤄지지 않고 있다. 본 연구에서는 DCT(diametral compression test) 값과 유한요소법인 ATENA2D 수치해석 결과를 비교하여 암석의 파괴인성에 축소율을 적용할 수 있는지 확인하였다. 암석의 파괴인성에 이론적으로 계산된 축소율을 적용한 값과 DCT 시험결과 및 수치해석 결과가 각각 0.21~0.46, 0.40, 0.99MPa ${\sqrt{m}}$ 로 편차가 있으므로 암석의 파괴인성에 축소율을 적용 시에는 이 세 가지 값을 고려하여 적합한 축소율을 도출해야 하고, 축소모형 제작 시 축소율 적용 대상이 되는 길이, 시간, 질량과 함께 이로부터 산출되는 일축압축강도, 밀도 등의 주요 설계인자들의 축소율이 적용된 값을 함께 검토해야 할 것이다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.331-339
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• 2019

도심과 사회기반시설의 확장에 대한 수요로 인해 군사시설의 이전이나 시설의 지하화가 지속적으로 요구되고 있다. 그러나 탄약시설과 같은 시설을 횡단할 때에는 탄약이 우발적으로 폭발하지 않도록 고도의 안전성 평가가 선행되어야 한다. 이에 지중 구조물의 건설을 위한 발파작업이 지상의 탄약시설에 미치는 영향을 분석하기 위해 국방부와 한국철도시설공단간 협의에 의해 진행되는 신안선 복선 전철 설계구간 중 군사 보안구역을 통과하여 건설되는 터널구간에 대해 사례연구를 실시하였다. 폭발현상에 의한 진동의 속도를 수치해석 프로그램인 GTS-NX를 활용하여 예측하였고 문헌조사를 통해 모든 형태의 구조물에 대해서도 안전에 영향을 미치지 않는 0.2cm/sec의 지반진동속도를 안전성 평가기준으로 제시하였다. 본 연구에서 활용된 안전성 평가지표와 절차는 향후 탄약시설을 횡단하는 사회기반시설 계획 시 안전성 평가의 지표로 활용될 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.475-480
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• 2000

발파진동의 전달과 감쇠 특성에는 대상 암반의 특성과 장약량 둥이 영향을 마친다. 본 연구에서는 암반의 물성과 장약량의 변화가 발파진동의 전파에 미치는 영향을 파악하기 위해 유한차분 해석프로그램 (FLAC)을 이용하여 해석하였다. 대상 지역은 광주시 제2순환도로 공사장이며 설계시 조사된 암반 물성치를 토대로 하였고, 주된 방법으로는 해석의 최대 주요인자를 추정할 수 있는 실험계획법 중 하나인 Taguchi 법을 사용하였다. 해당 지반의 각 물성치와 장약량의 변수 레벨을 결정하였고, 이에 의거하여 거리별 발파진동의 전파과정을 고찰하였다. 그 결과 본 연구에서 고려된 암반의 물성치 중에서 발파진동 전달에 가장 영향을 크게 주는 인자는 밀도인 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제20권5호
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• pp.360-368
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• 2010

이 논문은 발파석의 비산과 낙하를 조절하여 파쇄석이 사면의 낮은 쪽 소단에 분산될 수 있도록 한 노천발파에 대한 사례연구이다. 비산이 횡적인 분산과 파쇄석 더미의 이완을 초래하는 동안 낙하는 굴착기에 의한 굴착이 용이하도록 파쇄석 더미의 높이를 낮춰주는 역할을 한다. 이런 면에서 이 논문에서는 몇몇 발파설계 변수들을 조정하는데 주안점을 두었다. 대상 사면은 사암 벤치로서 벤치의 평균 높이는 22~24 m이다. 이 사면은 굴착심도가 14 m인 10 $m^3$ 용량의 로우프 쇼벨 작업이 가능하도록 조성되었다. 비산과 낙하를 조절한 새로운 발파설계 결과를 이 현장에서 적용되고 있던 상단(10~14 m)과 하단(12~15 m)의 이단식 발파 결과와 비교하였다. 파쇄석의 입도와 그 분포 및 쇼벨의 굴착 싸이클 시간들을 비교하였다.