• 터널과지하공간
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• 제21권4호
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• pp.281-286
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• 2011

최근, 서울시는 기존 서부간선도로의 극심한 교통정체 문제 해결을 위하여 연장 10.91 km에 달하는 새로운 소형차 전용 지하도로를 계획하였으며, 국내최초로 복층터널 형식을 적용하였다. 새로 건설될 서부간선 지하도로가 밀집한 도심지의 대심도 지하공간에 계획되므로, 인명피해 최소화를 위한 환기 및 방재계획이 중요한 문제로 대두되었으며, 본 고에서는 도심지 대심도 초장대 터널내 설비 및 안전시설에 관한 주요계획을 소개하고자 한다.

• 지질공학
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• 제8권2호
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• pp.153-161
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• 1998

경상계 퇴적암은 층리가 잘 발달하고 있어 강도 및 변위 특성은 이방성을 띄기 때문에 터널 등 지반 특성과 밀접하게 관계되는 건설공사 시에 지반의 이방성 특성을 고려한 설계가 필요하다. 경상계 퇴적암을 기반암으로 하여 건설 중인 대구 지하철 2호선은 운영 중에 지하철 노선 상부에 건설되는 것으로 계획된 동서고가도로의 하중을 추가로 받게 된다. 교각 기초에 작용하는 76.2 MN의 고가도로 하중이 하부의 지하철 터널에 미치는 영향을 수치해석으로 검토하였다. 검토결과 지하철 터널 주변 지반은 추가 하중으로 인하여 5∼6 MPa의 응력을 받게되며 콘크리트 라이닝은 8∼10mm의 추가 변위를 받게되어 라이닝의 손상 가능성이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 지하철 운영시의 안전을 위하여 고가도로 교각 기초 부근의 터널은 지하철 공사 시에 적절히 보강되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.533-549
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• 2017

본 연구에서는 지하 콘크리트 구조물 내로 누수된 지하수를 유도하여 배수하는 유도배수공법을 제시하였다. 유도배수공법은 유도배수판, 철망, 고정핀, 광물질 혼입 모르타르로 구성된다. 시공성 향상을 위하여 유도배수판 및 철망은 공압타카와 고정핀를 사용하여 콘크리트 표면에 부착하였다. 고로슬래그미분말을 30% 혼입한 모르타르는 뿜어 붙임 모르타르 장비를 사용하여 유도배수판 및 철망 표면에 타설하였다. 유도배수공법의 현장 시공성 및 성능 검증을 위하여 재래식 콘크리트라이닝 터널과 콘크리트 옹벽에서 시험시공을 수행하였다. 시험시공 완료 3년 후 유도배수공법은 성능저하의 문제점이 없는 것으로 판단되었다. 재령 14일과 3년에 뿜어 붙임 모르타르의 부착력 실험을 수행하였다. 유도배수판 표면에 철망을 적용한 경우 뿜어 붙인 모르타르의 부착력은 재령 14일에 1.04 MPa, 재령 3년에 1.46 MPa로 측정되었다. 철망을 적용하지 않은 경우의 부착력은 재령 14일에 1.13 MPa로 측정되었지만, 재령 3년에는 0.89 MPa로 기준 부착력 1 MPa보다 낮게 측정되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.151-161
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• 2017

TSL(Thin Spray-on Liner)는 폴리머 성분을 주재료로 사용하며 숏크리트에 비해 높은 부착성능을 갖고 초기 강도가 높고 시공성이 좋으며 일부 방수재료로도 활용이 가능하다. 이러한 TSL의 특성으로 인해 TSL이 시공된 콘크리트는 TSL의 강한 부착력에 의해 복합 구조체로서 기능을 발휘한다. 본 연구에서는 이러한 TSL 특성을 기존 터널 설계법에 적용하기 위해 수치해석 연구를 수행하였다. 터널 콘크리트 라이닝 설계에 사용되는 허용응력설계법에서는 휨압축응력, 휨인장응력, 전단력을 기준으로 허용 수치 범위내에서 검토한다. 이에 대한 검토를 위해 기존 연구에서 제시된 TSL의 재료 물성과 접촉면 조건을 인용하여 TSL이 보강된 경우와 그렇지 않은 경우에 대해 서로 비교하였다. 기존 허용응력설계법을 사용하여 콘크리트의 설계 두께를 검토한 후 TSL을 적용하여 콘크리트의 설계 두께 감소 여부를 확인하는 방법으로 연구를 수행하였다. 해석결과, 탄성이론을 근거로한 허용응력설계법 내에서는 TSL의 보강효과를 검토하기 어려웠다.

• 터널과지하공간
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• 제9권3호
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• pp.185-193
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• 1999

본 연구에서는 2개 터널의 교차부에 설치된 교량에 이동차량하중이 작용될 때 동적해석결과를 제시하였다. 이와 같은 터널내에 위치한 교량은 매우 회귀한 사례로서 구조물의 동적특성은 통상적인 것으로 가정할 수 없을 것이다. 본 연구에서 조사한 교량은 서울 남산1호터널과 남산2호터널의 교차부에 설치된 철근콘크리트교이다. 교차부는 강구조물로된 가시설구조물에 의해 지지되며 이는 2호터널내의 라이닝이 교체되는 기간 동안에 설치될 것이다. 동적해석은 범용유한요소해석 프로그램인 SAP2000을 이용하였다. 이때 구조물, 터널의 라이닝 그리고 주변 암반은 3차원입체요소에 의해 표현되었으며 터널에서 방사되는 탄성파에너지를 모의하기 위하여 외부경계에 점성감쇠장치를 설치하였다. 주행속도에 따른 몇 가지 차량형태를 해석에서 고려하였다. 차량하중을 포함한 유한요소모델은 계측된 속도와 계산된 최대질점속도를 비교하여 검증되었다. 해석으로부터 이 교량에 대한 충격계수는 0.21로 추정되었다. 그러므로 이와 같은 교량구조물의 설계시 충격계수는 설계시방서에서 정한 상한값을 사용할 경우 안전측일 것으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.169-188
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• 2023

터널에서의 화재는 지상 화재에 비해 온도상승과 최대온도가 더 높게 나타난다. 이러한 이유로 네덜란드, 독일 등 여러 나라에서는 터널에서 사용하는 별도의 화재 시간이력곡선을 제시하였다. 터널 내 화재는 단면손실과 그 배면의 역학적 특성저하와 같은 터널 라이닝의 손상을 발생시킨다. 본 연구에서는 구조물의 화재안정성 설계 개념과 스폴링에 의한 단면손실, 터널 라이닝 재료의 물리화학적 및 역학적 특성 변화, 구조물 안전을 위한 내화재, 그리고 화재손상 예측모델에 대해 살펴보았다. 화재에 대한 구조물의 안정성을 확보하기 위해서는 설계 단계에서 구조물의 종류와 화재원인을 파악하고 예상되는 단면손실과 손상범위를 확인하여 내화재를 통해 이러한 손상에 대비하는 작업이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 일련의 작업을 수행하는데 참고할 수 있는 사항들을 정리하고 이에 대한 의견을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.25-32
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• 2000

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA)방법에 대한 두 가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반에 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 가이닝에 의한 보강으로 구성되었다. 이 방법들에 의하여 추가로 개선된 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용 예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏코리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 부적절한굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀내었다. 그 결과 두 가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다. 특히 시공단계(굴착, 보강)를 보다 사실적으로 시뮬레이션 할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.369-377
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• 2014

본 논문에서는 해중터널와 수중운항체의 충돌거동을 파악하기 위하여 두 구조체를 모델링하고 해석을 수행하였다. 충돌이 일어나는 해중터널은 원통형으로 단면을 가정하고 콘크리트와 라이닝강판을 가진 구조로 가정하였다. 충돌부위를 제외한 인접부분은 탄성거동을 하는 보요소로 모델링하고 계류라인은 장력을 받는 케이블로 모델링하였다. 수중운항체는 1800톤급 잠수함을 가정하였으며 수리동역학적 부가질량을 고려하여 충돌질량을 산정하였다. 해중터널에 작용하는 부력은 동적완화방법을 사용하여 초기조건에 포함시켰다. 부력비의 변화와 충돌속도의 변화를 고려하여 충돌해석을 수행한 결과, 충돌에너지의 소산은 주로 해중터널에서 발생하고 수중운항체에 의한 에너지 소산은 미미한 것으로 나타났다. 또한 계류라인의 장력과 부력비의 변화에 따라 해중터널의 충돌거동은 큰 영향을 받았다. 특히 충돌력은 기존의 설계기준의 선박충돌력과는 상이한 경향을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.209-216
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• 2003

현재 국내에서는 굴착 후 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝을 현장에서 타설하는 NATM이 일반적인 터널공법으로 정착되어있는 상태이다. 이에 반해 최근 암반이 양호한 스칸디나비아 반도 부근의 국가를 중심으로 무라이닝 터널공법이 개발되어, 세계각국으로 확대되고 있으며 비교적 암반이 양호한 국내에서도 이러한 무라이닝 터널공법에 대한 적용성이 활발히 연구중 이다. 무라이닝 터널공법은 영구 무지보 지하공동에 대한 연구를 근간으로 발달되어 왔으며, 영구 무지보 지하 굴착에 관해서는 Barton이 수많은 사례기록들을 토대로 일반적인 조건 7가지를 제시하고 있다. 이 조건들은 Q-system에 관한 조건이지만, 국내에는 적용된 실적이 없는 조건이다. 따라서, 이 조건들에 의해 산출된 Q값에 대한 입력변수를 임의의 일반 도로터널단면에 적용하여, 불연속체 해석기법인 UDEC-BB을 사용하여 각 조건에 대해 수치해석적 검증을 실시하였다.