• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.189-198
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• 2008

Lots of roadway tunnel have been almost constructed in forms of closely-spaced tunnel in korea. If closely-spaced tunnel is not constructed at a sufficient distance between tunnels, the problem of stability can occur. However, the case that can not secure a sufficient distance between tunnels can occur due to a difficulty in buying a lot and an issue of popular complaint and environmental disruption. Generally, tunnels are not influenced by each other when a center distance between tunnels is two times longer than tunnel diameter under the complete elastic ground and five times under the soft ground. In this study, the scaled model tests of closely-spaced tunnel by using homogeneous material were performed and induced displacements were measured around the tunnel openings during excavation. The influence of distance between tunnels on the behavior of closely-spaced tunnel was investigated.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.159-169
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• 2008

In general, it is considered that a pillar between closely-spaced tunnel is sensitive for stress concentration. Stability of a pillar is key factor for excavation of closely-spaced tunnel. In this paper, the study is focused on tracing the behaviors, displacement and plotting damages around tunnels that is modelled with Particle Flow Code, $PFC^{2D}$. Parametric study was performed with changing distance between center of tunnels and coefficient of earth pressure(K). Scaled-model tests were also carried out to validate a numerical analysis model. It was found that $PFC^{2D}$ could show dynamic visualized result in quite good agreement with the experimental test.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.33-42
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• 2003

최근 도심지역에서는 지하철과 같은 주요교통 수단으로 터널의 이용이 날로 증가되고 있는 추세에 있다. 터널 주변의 응력 및 변형상태는 새로운 터널건설에 의하여 변화되어 진다. 따라서, 근접터널에 대한 영향요소에 대한 연구 및 고찰은 필수적이다. 이 본문은 근접터널의 설계개념 및 분석기법에 대한 연구로써 신설터널의 건설로 인한 근법터널의 영향 및 상호거동에 대하여 고찰하였다. 특히 터널의 간격, 기하학적 위치, 라이닝의 강성 및 침하 등에 대하여 이론적 이해를 통하여 설계와 분석기법에 대하여 제안하였다. 결과적으로 이 논문을 통하여 향후 근접터널 설계시 보다 이론적이고 기술적인 접근을 위한 방향제시 및 해석방법등 기술향상을 위하여 도모 할 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권7호
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• pp.5-16
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• 2008

국내에서는 대부분의 도로터널이 병설터널로 건설되어 왔다. 그러나 이러한 병설터널을 건설할 때 충분한 터널 간 이격거리를 확보하지 못한다면 터널의 안정성에 문제가 될 수 있다. 근접 병설터널의 적정 이격거리에 대하여 일반적으로 지반이 완전 탄성체일 경우에는 터널 간 중심 간격이 굴착 직경(D)의 2배, 지반이 연약 지층인 경우 5배 이상으로 하면 터널 상호간에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 균일재료를 사용하여 근접 병설터널에 대한 축소 모형실험을 수행하고 굴착과정 중에 터널 주변에서 발생하는 변위를 측정하였다. 터널 간 이격거리가 근접터널의 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 실험 결과는 터널 굴착과정과 파괴 단계에서 발생된 변위 벡터와 균열양상으로 표현하였다. 터널 굴착과정 중 천단부에서 발생하는 변위를 분석하여보면, 후행터널 굴착으로 추가적으로 선행터널에서 발생하는 변위는 터널 간 중심 간격이 터널직경의 두 배(2.0D)까지는 이격거리가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보인다. 그러나 중심 간격이 2.0D를 넘으면 추가변위는 발생하지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.181-187
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• 2003

이 연구는 기존터널과 근접하여 새로운 터널을 시공할 경우 이에 따른 터널의 상호거동에 대한 연구이다. 특히 이 연구는 연약지반내에서의 근접터널 시공에 따른 기존터널 라이닝의 변위 및 응력 영향에 대하여 수행되었다. 이와 같은 터널거동을 연구하기 위하여 시험실 모형시험을 수행하였다. 이 시험 결과는 터널의 상호 거동에 대한 보다 정확한 결과를 얻기 위한 시뮬레이숀 기법 개발을 위하여 유한요소기법을 이용하여 수치해석을 수행하여 비교 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.273-280
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• 2003

도심지 교통해소를 위한 수단으로 터널구조물의 건설은 날로 증가되는 추세에 있다. 그러나, 새로운 터널구조물이 기존 터널구조물과 인접 또는 교차하여 건설됨에 따른 기존 터널구조물의 운영상의 안정성 확보는 상당히 중요하다. 이에 따라, 이 논문은 기존터널과 인접하여 건설되는 신설터널과의 상호거동에 대한 연구로써, 특히 상하교차터널에 대하여 중점을 두었다. 이 연구는 1g 모형시험을 실시하고 그들 결과의 분석을 통하여 교차터널의 거동에 대한 연구 고찰하였다. 또한 교차터널의 설계방향 제시함으로써 보다 실질적인 교차터널의 설계기술 발전을 위하여 활용되어 질 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.346-355
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• 2019

근접병설터널에서 필라의 안정성을 평가할 때, 필라 폭이 최소가 되는 지점에서의 국부안전율(강도/응력비)을 조사하는 방법이 널리 사용된다. FEM 응력해석결과를 바탕으로 국부안전율이 1.0 이하인 경우는 필라의 안정성이 확보되지 못 하는 것으로 판단하고 인장볼트 등의 보강공법을 적용하고 있다. 그러나 국부안전율은 필라폭/터널반경(PW/D)의 변화와 무관하게 일정한 값을 보이고 있으며 인장볼트의 프리스트레싱 도입 시에도 축차응력의 변화가 크지 않아 상대적으로 필라의 안전율을 과소평가 할 수 있는 것으로 분석되었다. 아울러 Hoek and Brown(1980)이 제안한 평균안전율을 검토하였으나 상대적으로 필라폭의 크기가 커질 경우 필라의 안전율을 과대평가하는 현상을 관찰할 수 있었다. 이에 대한 대안으로 강도 감소법을 이용한 SRM 안전율을 도입하여 필라의 안정성을 평가한 결과 필라폭/터널반경 변화에 따른 무보강 및 인장볼트 보강효과가 잘 반영됨을 알 수 있었으며 파괴형상 또한 기존 극한 이론의 검토결과와 유사함을 알 수 있었다. 본 연구에서는 인장볼트의 보강효과를 구별하기 위해 록볼트 및 숏크리트를 고려하지 않고 안전율을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.349-360
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• 2008

본 논문에서는 탄소성 유한요소해석 알고리즘과 연계한 확률장 생성기법과 근접터널 조건에서의 파괴확률을 분석하였다. 유한요소 해석을 위한 이산 확률장의 생성은 빠르고 정확하며 랜덤변수의 해상도를 자유롭게 조절할 수 있는 local average subdivision 기법을 사용하였으며 터널모델링을 위해 유한요소 크기와 형상 변화 등을 적절히 고려하여 지반물성치를 적용하는 방안을 제안하였다. 예제해석 조건에 대해 강도정수의 분산정도 및 공간상관길이에 따른 파괴확률을 파악하였으며 결정론적 안정성 해석결과 및 단일랜덤변수 해석결과와 비교하였다. 강도정수의 분산특성에 따라 강도감소기법에 의한 안전율과 단일랜덤변수 해석에 의한 파괴확률의 관계를 규명하였으며 확률유한요소 해석을 통해 공간상관길이가 파괴확률에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 통해 강도감소기법에 의한 안전율과 분산계수로부터 단일랜덤변수에 의한 파괴확률을 도출할 수 있었으며 단일랜덤변수 해석결과가 근접터널의 실제적인 파괴확률을 과소평가 할 수 있음을 파악하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.53-62
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• 2014

기존 국내 병설터널의 이격거리는 지반조건에 따라 터널직경(D)의 2~5D 정도를 확보하는 것이 일반화되어 왔으나, 최근 들어 대규모 절취에 따른 환경훼손 및 용지매입의 제약, 선형의 연속성 유지 등의 문제를 수반하게 되면서 터널 중심간격이 1D 이하인 근접 병설터널의 현장 적용성이 확대되고 있다. 특히, 터널 필라폭이 감소할 경우 필라(Pillar)의 안전성이 터널의 거동에 영향을 미치게 되므로, 이에 대한 다양한 연구의 필요성이 대두되고 있다. 그러나 현재까지의 연구는 주로 필라의 거동특성이나 설계 영향 인자들에 대한 분석에 국한되었으며, 실무에 적용 가능하고 정량적인 데이터는 제시하지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 현장 시공조건을 최대한 반영할 수 있는 안정성 평가기법 및 설계 지표를 제시하기 위해 현장조건으로 터널 간 근접도가 가장 높은 갱구부 구간의 지형 및 지층특성을 반영하고, 암반 및 완전풍화 상태의 다층지반조건 상태를 모사하였으며, 지반 강도별 필라폭 변화에 따른 수치 해석적 분석을 통해 필라의 안전성이 터널 전체 안정성에 미치는 영향 정도를 평가하였다. 또한, 지표침하비 및 간섭체적비, 평균강도/응력비 등에 대한 종합적 분석 결과와 Hoek & Brown(1980) 파괴기준을 토대로 실무에 적용이 가능한 근접 병설터널 필라의 안전율 평가식과 지반 강도별 최소 필라폭을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.170-185
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• 2018

단층대에 위치한 근접병설터널에 대하여 단층의 폭과 경사, 단층암의 물성을 달리한 수치해석과 모형실험을 통해 단층이 터널 안정성에 미치는 영향을 알아보았다. 병설터널 사이에 존재하는 필라의 강도/응력비를 구할 때는 필라 중앙부의 응력, 필라 전체의 평균응력, 필라 좌우단부의 응력을 각각 적용하였는데, 이중 마지막 방법은 단층대의 유무에 관계없이 터널 안정성의 보수적 평가에 적합하였고 터널 굴착시점을 실시간적으로 반영하였다. 필라 좌우단부의 응력을 적용하여 구한 강도/응력비는 단층의 폭과 경사가 커질수록, 단층암의 물성이 연약할수록 감소하는 경향을 보였다. 축소모형실험에서 단층을 포함한 모형은 불포함 모형에 비해 균열개시압력이 작았고, 단층의 폭이 큰 모형일수록 터널 안정성은 낮게 나타났다. 단층은 터널의 파괴거동에도 큰 영향을 미쳤는데, 단층이 없는 모형에서는 필라의 좌우하단부와 양쪽터널 측벽부에서 수평방향의 균열이 발생하였지만, 단층을 포함한 모형에서는 필라부 단층대에서 경사진 균열이 발생하였다.