• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.463-470
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• 2000

In tunnel excavation by blast beneath the surface structures in urban area, the characteristics of ground vibration induced by blast and its influence on surface structures are analyzed by the field test and the numerical analysis on dynamic behaviors of the structure. According to the field test on the propagating characteristics of blast vibration through the rock mass and the concrete foundation pile. the attenuation index of peak particle velocity with distance shows the range of 1.7∼2.0 for the rock mass and the range of 2.0∼2.3 for the concrete pile. This shows that the blast vibration reduces more rapidly in the concrete pile. It is known from the numerical analysis on dynamic behavior of the structure that the coefficient of response, velocity ratio of structure response to input wave, is different according to the story of the structure. It can be said from this research that the characteristics of the ground vibration and the dynamic behavior of the structure should be well evaluated and be considered as important factors for safe blasting design especially in underground excavation at shallow depth in urban area.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.27-31
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• 2015

도심지 구간에 위치한 지반공학 관련 공사 현장에서는 충분한 안전율 확보와 더불어 사용성도 확보해야 한다. 이를 위해서는 공사 중 인접지반에 발생하는 변형을 제어해야 하므로 지반구조물과 관련된 기술 요구사항도 더욱 높아지고 있다. 사용성 확보를 위해서는 지반의 변형을 예측해야 하므로 지반의 강성을 분석해야 한다. 특히 강성의 비선형성과 이방성은 주요인자라 할 수 있다. 본 연구에서는 깊은 굴착 중 지반이 경험하는 응력경로에 따른 강성의 비선형성과 이방성에 대해 실내시험 결과와 전산 해석 결과를 비교하였다. 강성은 변형률이 작은 미소변형률 구간에서 비선형성이 두드러졌으며, 응력경로에도 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 실내시험 결과 압축은 작은 강성을 인장은 큰 강성을 나타내었으며, 깊은 굴착 시 지지벽체 뒤는 압축이 앞은 인장이 지배적인 응력경로를 나타내었다. 굴착 중 발생하는 지반의 변형을 정확히 예측하기 위해서는 지반이 경험하는 응력경로에 따라 변하는 강성의 변화 특성을 고려해야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.333-339
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• 2015

본 연구는 도심지 천층터널에서 현재까지 해석에서 무시되던 막장면 진동이 주위 구조물에 가장 큰 영향을 미치는 지표 침하에 대하여 3차원 수치해석을 이용하여 모델링하였다. 풍화토와 풍화암이 각각 50%의 비율로 구성된 복합지반을 고려하여 TBM 커터헤드에 발생하는 굴착시 토크를 산정하여 이를 시간에 따라 막장면에 재하함으로서 그 영향을 수치해석적으로 관찰하였다. 3차원 유한차분해석법을 이용하여 역학-동역학 연계해석을 통하여 지표침하 발생이력 및 분포도를 산정하였다. 연구결과, 3차원 수치해석을 통하여 막장면 진동하중에 의한 지표침하 발생경향을 성공적으로 모델링할 수 있었으며 최대 침하는 막장면에서 2.5D 후방에서 발생함을 확인하였고, 막장면 진동이 실제 지표침하에 영향을 미침을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5D호
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• pp.499-505
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• 2012

도심지의 굴착공사 시 굴착심도가 깊어지고 있어 굴착공정에 따른 문제점들을 개선할 수 있는 방안에 대한 연구가 시급한 실정이다. 본 논문은 도심지 굴착공사 시 공사기간을 단축시키면서, 주변 구조물에 미치는 영향을 최소화 할 수 있는 굴착공법에 대한 연구이다. 본 연구의 방법으로 국내 및 국외에서 다수 시공된 벽식 지하연속벽의 공법인 Slurry Wall 공법의 문헌자료를 통해 지하연속벽 시공의 이론적 고찰을 실시하고, 기존 지하연속벽 공법의 트렌치 굴착 시 발생되는 비효율적인 시공단계의 주요한 문제점들을 분석하여 기술요소를 도출하였다. 도출된 기술요소를 반영하여 개선 가능한 새로운 공법을 제시하였고, 제시된 굴착공법을 현장에 적용한 사례를 바탕으로 기존 굴착공법과의 공사기간을 비교 분석하였다. 본 논문에서 제안된 공법을 현장에 적용한 결과, 기존예정공정표에 표시된 48일에서 15일 단축된 33일에 굴착공정을 마칠 수 있었다. 또한, 제안된 공법은 기존 지하연속벽 공법들에 비해 공기단축의 효과는 물론 경제성, 환경성 및 안정성 또한 뛰어난 것으로 기대되며, 향후 지하연속벽 시공의 공기단축에 기여하리라 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.731-742
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• 2018

최근 도심지에서 기존터널 상부에 구조물을 신설하는 경우가 증가하고 있다. 특히 지반굴착 후 구조물이 시공되는 경우 굴착 저면 하부 지반 내에서는 하중 제하, 재하 과정이 반복되므로 기존 터널에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지반굴착으로 인한 기존 터널의 안정을 유지하기 위해서는 인접부에서의 굴착 및 구조물 하중에 의한 영향을 정확히 파악하여야 한다. 본 연구에서는 기존터널 상부지반 굴착 및 신설 구조물로 인한 하중이 기존터널에 미치는 영향을 대형 모형시험과 수치해석으로 통하여 파악하였다. 이를 위해 실제 크기의 1/5로 축소한 모형시험과 수치해석을 수행하여 굴착저면과 터널 천단 간의 거리를 일정하게 유지하고 지반굴착, 구조물 하중의 폭을 변화하여 그에 따른 영향을 파악하였다. 연구 결과, 동일 하중 크기에 대하여 굴착 깊이가 깊어져 굴착 저면과 기존터널이 가까울수록 더 큰 영향이 작용하는 것을 확인하였다. 동일 이격 거리에서 기존터널에 영향은 건물하중 폭 증가에 따라 터널 내공변위가 증가하는 것을 확인하였고, 지중응력은 최대 2.4배까지 증가하는 것을 확인하였다. 이로부터 건물하중 폭이 증가하면 지중응력의 증가 영향으로 기존 터널에 영향을 주는 것을 확인하였고, 기존터널을 중심으로 신규하중의 재하 폭이 터널직경의 3배 이상으로 이격되면 지중응력의 영향이 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.15-26
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• 2003

도심지에서 깊은굴착 및 근접굴착과 관련하여 흙막이 구조물의 설계와 시공에 있어서 주변지반 및 인접구조물의 안전성 확보를 위하여 신뢰할 만한 예측기술이 요구되고 있다. 깊은 굴착 및 근접굴착에서 흙막이 구조물의 지지체에 대한 사전재하의 적용이 연구되었고, 경제적인 효과가 있음은 알려져 왔으나 많은 연구자들에 의하여 완전히 이해되거나 인정될 만한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 흙막이 벽체의 수평변위를 억제하여 지반침하를 감소시키는 사전재하 적용의 효과에 대하여 연구를 수행하였고, 사질토지반에서 굴착주변지반의 변위 및 구조물의 손상을 예측하는 모형실험을 수행하였다. 본 연구의 수행결과는 사전재하하중 50%, 70%를 적용하였을 때, 20%의 벽체수평변위가 감소하였고, 지반침하 및 지중변위는 30%내지 40% 감소하였다. 또한 각 단계별 굴착시 사전재하하중에 따른 심도별 지중침하율 및 벽체에 작용하는 토압분포를 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.851-859
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• 2018

There are two primary causes of the ground movement due to tunnelling in urban areas; firstly the lost ground and secondly the groundwater depression during construction. The groundwater depression was usually not considered as a cause of settlement in previous research works. The main purpose of this study is to analyze the combined effect of these two phenomena on the transverse settlement trough. Centrifuge model tests and numerical analysis were primarily selected as the methodology. The characteristics of settlement trough were analyzed by performing centrifuge model tests where acceleration reached up to 80g condition. Two different types of tunnel models of 180 mm diameter were prepared in order to match the prototype of a large tunnel of 14.4 m diameter. A volume loss model was made to simulate the excavation procedure at different volume loss and a drainage tunnel model was made to simulate the reduction in pore pressure distribution. Numerical analysis was performed using FLAC 2D program in order to analyze the effects of various groundwater depression values on the settlement trough. Unconfined fluid flow condition was selected to develop the phreatic surface and groundwater level on the surface. The settlement troughs obtained in the results were investigated according to the combined effect of excavation and groundwater depression. Subsequently, a new curve is suggested to consider elastic settlement in the modified Gaussian curve. The results show that the effects of groundwater depression are considerable as the settlement trough gets deeper and wider compared to the trough obtained only due to excavation. The relationships of maximum settlement and infection point with the reduced pore pressure at tunnel centerline are also suggested.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권1호
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• pp.63-78
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• 1995

최근 도심지에서 건물 및 지하철 건설시 보다 효율적인 지하공간을 활용하기 위하여 깊은 굴착이 많이 실시되고 있다. 이와 같은 지하굴착공사에 있어서 앵커지지 굴착공법은 넘은 작업공간을 확보할 수 있는 이점이 있으므로 많이 사용되고 있다. 본 논문의 목적은 27개 사례현장으로부터 얻은 현장계측결과를 토대로 앵커지지 흙막이벽에 작용하는 측방토압산정식을 마련하는데 있다. 앵커축력은 흙막이벽을 지지하기 위해 앵커두부에 부착된 하중계로 측정하였으며 흙막이벽의 수평변위는 홀막이벽 배면에 설치된 경사계로 측정하였다. 앵커축력 및 흙막이벽 수평변위로 부터 산정된 앵커지지 홀막이벽에 작용하는 측방토압은 사다리들 분포를 나타내고 있었다. 이와 같은 측정토압과 여러 경험식으로 주어진 경험토압사이에는 약간의 차이가 있었다. 따라서 앵커지지 흙막이벽에 작용하는 측방토압은 종래 사용되고 있는 경험식에 약간의 수정을 가한 후 사용함이 바람직하다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권5호
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• pp.27-40
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• 1996

박스 구조들은 상.하수도관, 통신 및 전기선로, 도로, 철도 등을 위한 여러가지 목적으로 오래 전부터 많이 사용되어 왔다. 도심지에서는 대부분 지반을 굴착하여 박스 구조물을 설치한 후에 되채움하는 과정을 거친다. 그러나 박스에 작용하는 토압을 위한 기존의 설계법에서는 굴착(또는 되채움)되는 단면의 형상을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 매설박스 설계시 굴착되는 단면형상을 고려할 수 있는 새로운 토압이론식을 제안하였다. 이 이론식에 의한 수평토압은 유한요소해석 결과와 비교적 좋은 일치를 보여 주었으나, 기존설계법에 의한 토압은 상당히 과대평가되었다. 박스의 상단면에 작용하는 연직응력의 이론값은 기존 설계법 및 유한요소해석 결과와 거의 유사하였다. 그러나 박스의 바닥면에 작용하는 반발응력은 기초지반의 탄성계수에 따라 크게 좌우되므로, 새로운 이론식은 기초지반이 느슨한 모래인 경우를 제외하면 직접 적용이 어려웠다. 한편, 유한요소해석에 의하면 박스에 작용하는 수평토압은 굴착면의 경사와 굴착저면의 폭에 따라 크게 좌우되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.33-41
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• 2002

쏘일네일링 공법은 굴착이나 사면안정을 위해 가시설이나 영구용으로 국내에서 널리 이용되고 있다. 특히, 도심지 근접 굴착시 쏘일네일링 공법 적용시 고려사항은 벽체변위와 네일의 인장등 이다. 본 연구는 국내 여러 암반층을 포함하는 다층토 지반의 11개 쏘일네일링 현장에서 굴착단계별 네일의 인장력 거동을 계측자료와 역해석을 통하여 고찰하였다. 역해석 결과 네일의 최대인장력은 계측값의 50% 정도로 낮게 나타났고, 벽면에서 가상 파괴활동면까지의 거리를 주동영역거리라 할때 CLOUTERRE 보고서와 Cartier & Gigan이 각각 제안한 최종굴착 깊이(H$_{f}$ )의 0.3$H_f$,0.5$H_f$,에 비해 계측결과는 크게 나타났으며, 역해석은 이들이 제안한 범위내에 포함되었다.