• Geomechanics and Engineering
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• 제35권4호
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• pp.411-424
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• 2023

Reasonable estimates of tunnel lining dislocations in the operation stage, especially under longitudinal differential settlement, are important for the design of waterproof gaskets. In this paper, a modified shell-joint model is proposed to calculate shield tunnel dislocations under longitudinal differential settlement, with the ability to consider the nonlinear shear stiffness of the joint. In the case of shell elements in the model, an elastoplastic damage constitutive model was adopted to describe the nonlinear stress-strain relationship of concrete. After verifying its applicability and correctness against a full-scale tunnel test and a joint shear test, the proposed model was used to analyze the dislocation behaviors of a shield tunnel in Shanghai Metro Line 2 under longitudinal differential settlement. Based on the results, when the tunnel structure is solely subjected to water-earth load, circumferential and longitudinal joint dislocations are all less than 0.1 mm. When the tunnel suffers longitudinal differential settlement and the curvature radius of the differential settlement is less than 300 m, although maximum longitudinal joint dislocation is still less than 0.1 mm, the maximum circumferential joint dislocation is approximately 10.3 mm, which leads to leakage and damage of the tunnel structure. However, with concavo-convex tenons applied to circumferential joints, the maximum dislocation value reduces to 4.5 mm.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.103-110
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• 2012

PURPOSES : In Korea, over 70 percent of the land consists of mountainous and rolling area. Thus, tunnels continue its upward trend as road network are extended. In these circumstances, the importance of tunnel has been increased nowadays and then its safety investigation and research should be performed. This study is focus on confirming and improving the safety of tunnel. On tunnel hood, sunglare effect can irritate driver's behavior instantly and this can result in incident. METHODS : The study of this phenomenon is rarely conducted in domestic and foreign papers, so there is no proper measure for this. This study analyzes the driving environment of the effect of sunglare effect on tunnel hood. RESULTS : Traffic accidents stem from complex set of factors. This study build the Traffic Accident Prediction Models to find out the effect of sunglare effect on tunnel's hood. The independent variables are traffic volume, geometric design of road, length of tunnel and road side environment. Using these variables, this model estimates accident frequency on tunnel hood by Poisson regression model and Negative binomial regression model. Although Poisson regression model have more proper goodness of fit than Negative binomial regression model, Poisson regression model has overdipersion problem. So the Negative binomial regression model is used in this analysis. CONCLUSIONS : Consequently, the model shows that sunglare effect can play a role in driving safety on tunnel hood. As a result, the information of sunglare effect should be noticed ahead of tunnel hood so this can prevent drivers from being in hazard situation.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제10권2호
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• pp.81-88
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• 2007

In case of an urban tunnel, the displacement of ground base controls the tunnel design because it is built on shallow and unconsolidated ground many times. There are more insufficiency to describe the ground movement which coincides in the measured result of the situ because the design of an urban tunnel is dependent on the method of numerical analysis used to the existing elastic and elasto-plastic models. We studied about the prediction for the ground movement of a shallow tunnel in unconsolidated ground, mechanism of collapse, and settlement. Also this paper shows comparison with the existing elastic and elasto-plastic model using the unlinear analysis of the strain-softening model. We can model the real ground movement as the increasement of ground surface inclination or occurrence of shear band by using strain-softening model for the result of ground movement of an urban NATM tunnel.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.79-86
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• 2000

This paper presents the results of a parametric study on the behavior of tunnel face reinforced with horizontal pipes. A series of reduced-scale model tests was carried out to in an attempt to verify previously performed three-dimensional numerical modeling and to investigate effects of reinforcement layout on the tunnel face deformation behavior The results of model tests indicate that the tunnel face deformation can significantly reduced by pre-reinforcing the tunnel face with longitudinal members and thus enhancing the tunnel stability. In addition, the model tests results compare fairly well with those from the previously performed three-dimensional finite element analysis. Therefore, a properly calibrated three dimensional model may effectively be used in the study of tunnel face reinforcing technique.

• 터널과지하공간
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• 제7권3호
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• pp.230-237
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• 1997

As concrete structure is getting old and decrepit, its inspection and diagnosis is getting important. Therefore, it is necessary to estimate the soundness of structure using non-destructive tests for effective repairs and maintenances. But, applications of non-destructive tests in tunnel have been used restrictively, due to accessibility only from one side in tunnel lining and presence of tunnel installations. Recently, the various non-destructive techniques have been studied. Especially, ground penetrating radar(GPR) and impact echo (IE) methods have been researched for tunnel inspection. In this study, the applicability of impact echo test in tunnel lining inspection has been investigated. This paper described the tunnel inspection for lining thickness and internal flaw using impact echo tests. Model tests were carried out using impact echo test systems on two concrete models, Model I is measuring for lining thickness, Model II is detecting for internal flaw. Also, the test were applied for lining inspections in a tunnel constructed by NATM. From the results of impact echo tests, we have concluded that impact echo test is a very useful and effective technique for inspecting the concrete tunnel linings.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4C호
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• pp.221-230
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• 2008

캐나다 서부 밴쿠버 지역의 Fraser강 바닥의 사질토 지반에 위치한 George Massey 침매터널이 지진 시에 어떻게 거동하는 지를 연구하였다. 지진으로 발생하는 간극수압을 계산할 수 있는 유효응력모델인 UBCSAND모델을 이용하여 지진하중으로 인한 지반의 변위와 침매터널의 거동을 예측하였으며, 이를 미국 Rensselaer Polytechnic Institute(RPI)에서 실시한 원심모형실험 결과와 비교하였다. 본 연구에서 해석한 George Massey 침매터널의 원심모형실험은 2개의 모델로 구성되었으며, Model 1은 기본 모델로서 원상태 지반을, Model 2는 다짐공법으로 지반개량을 실시한 지반을 모델링하였다. 원심모형실험 Model 1에서 설계지진으로 인한 주변 지반의 액상화로 모형터널의 변위가 크게 발생하였다. Model 2에서 다짐공법으로 터널 주변 지반을 개량하였을 때 모형터널의 수직 및 수평 변위는 Model 1보다 50% 정도 감소하였다. UBCSAND모델은 원심모형실험에서 계측된 과잉간극수압, 가속도, 변위를 비교적 잘 예측할 수 있었다. 이와 같이 검증된 수치해석방법은 유사한 지반에 설치된 침매터널의 지진 시 변위와 거동을 예측할 수 있으며, 액상화에 대한 지반개량공법과 개량범위를 체적화할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.51-58
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• 2008

The George Massey immersed tunnel passes the Fraser River near Vancouver, Western Canada. In this paper, dynamic analysis of the tunnel on sandy soils was performed using an effective stress constitutive model called UBCSAND. This model is able to calculate pore pressure rise and resulting tunnel deformation due to cyclic loading. Centrifuge tests conducted at RPI are used to verify the model performance. Centrifuge tests consist of 3 models: Model 1 is designed for an original ground condition, Model 2 for a ground improvement by compaction method, Model 3 for a ground improvement by gravel drainage. The results of centrifuge Model 1 are presented and compared with predictions of UBCSAND model. This model well captured the results of centrifuge test and therefore can be used to predict dynamic behavior of similar tunnels or underground structures on sandy soils.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.61-69
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• 2013

도로 및 철도의 터널 공사가 증가함에 따라 공사 시에 다양한 지반조건에서 터널 공사 단계를 진행하고 있다. 특히, 석회암 지역에서 터널 공사를 진행하게 되는 경우에는 대부분의 공동이 터널 계획구간에 존재하고 있는 실정이다. 하나 또는 그 이상의 공동은 터널의 안정성을 저하하는 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 터널과 공동과의 상호 영향을 알아보고자 실내 모형 축소실험과 수치해석을 시행하였다. 실내모형실험은 터널과 공동 간의 거리에 따른 모형지반의 파괴하중을 확인하였고, 공동의 형상에 따른 파괴하중을 확인하였다. 실내모형실험결과 파괴하중은 공동과 터널 간의 거리가 0.5D 이내로 감소함에 따라서 파괴하중 역시 감소하는 것으로 나타났다. 수치해석은 모형실험의 검증을 위해 시행하였으며, 실내모형실험과 동일하게 터널과 공동 간의 거리가 0.5D 이내로 근접하는 경우 터널의 안정성이 저하되는 것으로 확인되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.387-402
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• 2014

혼잡한 도심지에서는 지상의 공간부족에 따른 터널 구조물에 대한 시공의 필요성이 늘어나고 있다. 터널은 굴착 시 주위 지반의 교란 및 변위를 발생시키는데, 그에 따른 안정성 검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 터널굴착에 따른 지반의 거동을 측정하기 위해 모형터널 장비를 개발하였다. 모형터널은 터널굴착을 모사하기 위해서 터널 내부의 일정한 물의 양을 조절하면서 외경을 축소한다. 그에 따라 발생하는 체적손실이 터널굴착에 따른 지반의 변위를 발생시킨다. 지반의 변형 측정은 근거리 사진계측기법을 사용하였으며, 이를 변위분포도와 변위벡터로 나타내었고, 유한요소 수치해석, 기존 문헌, 이론 및 경험식들과 비교하였다. 또한, 터널 천단부 강관 보강 및 무보강의 터널굴착에 따른 모형시험을 진행하여 지반의 거동을 분석하였다. 본 연구의 실내모형터널시험은 지반의 자세한 변위 데이터를 얻기 위해 흙으로 가정한 알루미늄봉과 근거리 사진계측을 사용한 이상화된 2차원의 연구이다. 그 결과, 유한요소 수치해석에서의 흙의 변형 패턴이 실제 모형 시험과 상당히 유사함을 확인 및 검증 할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제39권6호
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• pp.371-380
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• 2021

본 연구는 지하공간통합지도에서 다루고 있는 지하시설물(구조물형) 중 터널 부문에 해당하는 지하차도, 지하철 선로를 대상으로 3차원 터널 데이터 모델을 설계하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 우선 터널 데이터 모델과 관련한 국제 표준 간의 특징을 비교·검토하였으며, 그 결과 CityGML 3.0 - tunnel module이 기존 표준과 비교했을 때 3차원 터널 데이터 모델을 설계함에 있어서 가장 적합한 데이터 모델임을 알 수 있었다. 이후 3차원 터널 데이터 모델의 표준 요소 도출을 위하여 법·제도적 규정을 검토하고, 관련 분야 전문가를 대상으로 수요조사를 실시하여 지하차도와 지하철 선로의 추가·확장 표준 요소를 도출하였다. 위와 같은 과정을 토대로 UML을 이용하여 3차원 터널 데이터 모델을 설계 및 제시하였다. 본 연구는 지하공간통합지도의 활용도 제고를 위한 기반 연구로써 그 의의가 있을 것으로 판단된다.