• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.138-141
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• 2008

The screen doors installed in the station of subway are subject to the train-wind pressure caused by the operation of trains. The train-wind pressure has to be correctly estimated for the design of safe structure of screen doors. As three-dimensional numerical flow analysis technology has been significantly developed, the analysis on the train-wind pressure with diverse variables such as train specifications, train speed, tunnel and station configurations, and blockage ratio can be effectively carried out with three-dimensional numerical method. In this study, computational analysis of train-induced wind in a subway tunnel employing the screen doors are carried out by using the three-dimensional numerical method with the model of the moving boundary for the run of trains. While the numerical analysis of train-wind pressure was applied on the one island-type station in the Seoul Subway Line 2, maximum pressure of 494 Pa was estimated on the screen door when two trains pass each other at the speed of 80km/h in the platform.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.245-255
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• 2001

기존 개탁식터널은 굴착경사와 관계없이 터널상부에는 되메움지반의 자중이 그리고, 터널벽체에는 정지토압이 작용하는 것으로 가정하여 설계되고 있다. 그러나 개착식터널에 실제 작용하는 토압은 개착규모에 따라 다르며 이에 따라 터널라이닝의 구조적거동 또한 다르게 나타난다. 본 연구에서는 수치해석적방법을 사용하여 굴착경사가 터널라이닝에 미치는 영향을 다음과 같이 조사하였다. 첫째로, 지반범용수치해석프로그램인 FLAC2D를 사용하여 개착공법으로 시공된 기존 터널의 변형거동을 모사할 수 있는 수치해석방법을 활용하여 현장의 계측결과와 비교하므로써 수치해석방법의 타당성을 검증하였고, 둘째로, 동일한 수치해석기법을 적용하여 굴착경사가 $30^{\circ}\;, 456{\circ},\; 60^{\circ},\; 75^{\circ}%인 개착식터널에 작용하는 토압 및 변위와 터널라이닝에 발생하는 단면력을 조사하였다. 수치해석에 사용된 개착식터널은 2차로 도로터널이며, 터널라이닝과 되메움지반 사이의 마찰력을 고려하기 위하여 접합면 요소를 사용하였다. 수치 해석결과, 되메움지반과 터널라이닝 및 굴착사면 사이의 마찰력에 의한 되메움지반 내부의 아칭현상으로 인하여 굴착 경사가 클수록 터널벽체에 상대적으로 작은 토압이 작용하였으며, 이에 따라 터널라이닝의 변형, 모멘트, 전단력이 증가하였음을 알 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.869-877
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• 2018

The continually growing demand for underground space in dense urban cities is also driving the demand for underground highways. Building the underground highway tunnel, however, can involve complex design and construction considerations, particularly when there exists divergence or convergence in the tunnel. In this study, interaction between two asymmetric noncircular tunnels-that is, a larger main tunnel and a smaller tunnel diverging from the main tunnel, was investigated by examining the distributions of the principal stresses and the strength/stress ratio for varying geometric conditions between the two tunnels depending on diverging conditions using both numerical analysis and scale model test. The results of numerical analysis indicated that for the $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$ diverging directions, the major principal stress showed an initial gradual decrease and then a little steeper increase with the increased distance from the left main tunnel, except for $90^{\circ}$ where a continuous drop occurred, whereas the minor principal stress exhibited an opposite trend with the major principal stresses. The strength/stress ratio showed generally a bell-shaped but little skewed to left distribution over the distance increased from the left larger tunnel, similarly to the variation of the minor principal stress. For the inter-tunnel distance less than 0.5D, the lowest strength/stress ratio values were shown to be below 1.0 for all diverging directions ($0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$ and $90^{\circ}$). The failure patterns observed from the model test were found to be reasonably consistent with the results of numerical analysis.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.37-45
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• 2021

터널의 갱구부는 토피가 얕고 지반의 아칭효과가 발휘되기 어렵기 때문에 터널 시공 시 주의가 필요한 구간이다. 공용 중인 터널 갱구부 상부에 추가적인 성토가 이루어진다면 터널 안정성을 크게 저해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널 상부의 추가 성토에 따른 터널 안정성을 검토하고자 지반조건별로 성토 높이에 따른 수치해석을 수행하였다. 해석 결과 5등급 암반에서 성토 높이가 12 m 이상인 경우에는 숏크리트의 허용 휨압축응력, 록볼트의 허용 축력을 초과하는 것으로 나타났다. 발생되는 변위와 소성영역의 범위, 지보재의 상태를 종합적으로 고려할 때 터널 갱구부 상부에 추가 성토되는 높이가 10 m를 초과하는 경우에는 터널 안정성이 크게 저해되는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제12권1호
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• pp.31-36
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• 2002

터널화재시 화원의 크기에 따른 연기기동을 파악하기 위하여 모현실험 및 수치해석이 수행되었다. 모형실험의 결과를 실제 터널에 대해 적용하기 위하여 Frode상사법을 이용하였다. 터널공간내의 화재 해석에 대한 수치해석의 타간성을 입증하기 위하여 모형실험과 수치해석에서 얻어진 연층의 온도분포를 비교하였다. 터널내 온도분포를 해석함으로써 배기장치가 없는 짧은 터널에 대하여 연층은 전체 터널 높이의 절반 이하로 하강하지 않는다는 사실을 파악하였다. 또한 실험에서 얻어진 연층선단의 전파속도는 화재 발생부의 1/3 풍에 비례한다는 사실을 파악하였으며 이는 기존의 경험식 및 수치해석결과와도 잘 일치하였다. 따라서 짧은 터널에서 화재시 피난대책을 수립하는데 있어서 연층의 수평전파가 수직전파에 비해 중요한 설계변수임을 본 연구를 통하여 제시하였다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.58-68
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• 2008

임하댐 비상여수로 터널 공사가 단층파쇄대가 포함된 화강암지역에 굴착되고 있는데 본 터널이 3련 터널임을 감안하여 터널이격거리, 터널막장간 이격거리를 검토하였으며 단층파쇄대가 여수로 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 여러 가지 지구물리학적 조사와 암반공학적 현장 실험을 실시하였다. 터널 막장간 이격거리는 최소 25 m 이상을 유지하면서 2터널의 선행 굴착이 적합하리라 판단되며 단층대의 영향을 받는 터널 만곡부의 3차원 수치해석결과 2터널의 천단변위 및 내공변위는 미미하며 숏크리트 최대 휨압 축응력, 숏크리트 최대전단응력, 록볼트 최대축력 등을 살펴보면 만곡부 굴착에 따른 응력집중은 미미하여 여수로 터널의 안정성에는 문제가 없는 것으로 판단되었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 국제학술회의
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• pp.43-51
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• 2008

Currently an increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). For rational management of tunnels from planning to construction and maintenance stages, prediction, control and monitoring of displacements of and around the tunnel have to be performed with high accuracy. Computational method tools, such as finite element method, have been and are indispensable tool for tunnel engineers for many years. It is, however, a commonly acknowledged fact that determination of input parameters, especially material properties exhibiting nonlinear stress-strain relationship, is not an easy task even for an experienced engineer. Use and application of the acquired tunnel information is important for prediction accuracy and improvement of tunnel behavior on construction. Artificial Neural Network (ANN) model is a form of artificial intelligence that attempts to mimic behavior of human brain and nervous system. The main objective of this paper is to perform the deformation analysis in NATM tunnel by means of numerical simulation and artificial neural network (ANN) with field database. Developed ANN model can achieve a high level of prediction accuracy.

• International Journal of Aerospace System Engineering
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• 제2권2호
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• pp.62-66
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• 2015

The starting processes of the Ludwieg tube hypersonic quiet tunnel plays very important role in the achievement of the quiet flow in the test section, which could affect the confidence coefficient of the data in the hypersonic transition experimental investigations. Thus, numerical analysis on that processes could help to understanding the running mode of the Ludwieg tube quiet tunnel and the propagation principle of the expansion wave series. To verify our computational method, the same parameter of the BAM6QT (the Boeing/AFOSR Mach-6 quiet tunnel at Purdue University) is used to compute, and it is agrees with our computational results.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.296-305
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• 1999

많은 터널 현장에서 계측을 수행하고 있지만, 일반적인 역해석 방법으로 이 계측자료를 통해 라이닝에 작용하는 변형율과 응력 등의 역학량을 추정하기는 어렵다. 그 이유는 현장에서 계측이 가능한 적은 변위수로부터 라이닝의 응력상태를 추정할 수 없기 때문이다. 계측의 시간과 비용을 고려해 볼 때, 계측자료를 이용할 수 있는 기법의 개발은 시급한 연구과제라 할 수 있다. 본 연구에서는 터널계측에서 계측 가능한 소수의 변위로 전테 라이닝의 변위와 응력 등의 역학량을 계산할 수 있는 역해석 모델을 개발하였다. 역해석 방법으로서 복공 외면에 작용하는 외력의 자승이 최소화될 때 해를 구하는 방법을 사용하였다. 라이닝 외면에 작용하는 하중을 가정하여 유한요소법으로 변위와 응력을 계산하고, 여기서 얻은 몇개의 변위를 계측 변위로 가정하여 역해석 모델에 입력함으로써 절점 변위, 요소의 변형율 및 응력 등을 다시 구하였다. 처음 계산된 변위와 역계산으로 구한 변위를 비교함으로써 모델의 신뢰성을 평가하였다. 자동계측으로 라이닝의 비교적 정확한 계측을 수행하고 있는 지하철 한강 하저터널 현장에서 얻은 계측변위를 개발한 역해석 모델을 적용하여 실제 계측한 응력과 유사한 결과를 얻었다.