• Advances in concrete construction
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• 제11권5호
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• pp.375-386
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• 2021

In this paper, a study of stability and health of a newly-built railway tunnel is presented. The field test was implemented to monitor the secondary lining due to the significant cracking behaviors influenced the stability and health of the tunnel structure. Surface strain gauges were installed for monitoring the status of crack openings, and the monitoring outputs demonstrated that the cracks were still in the developing stage. Additionally, adjacent tunnel and poor condition of surrounding rock were identified as the causes of the lining cracking by systematically characterizing the crack spatial distribution, tunnel site and surrounding rock conditions. Reconstruction of partial lining and reconstruction of the whole secondary lining were designed as the maintenance projects for different cracking regions based on the construction feasibility. For assessing the health conditions of the reinforced lining, embedded strain gauges were set up to continuously measure the strain and the internal force of the reconstructed structures. For the partially reconstructed lining, the outputs show the maximum tensile elongation is 0.018 mm during 227 days, which means the structure has no obvious deformation after maintenance. The one-year monitoring of full-section was implemented in the other two completely reconstructed cross-sections by embedded strain gauge. The outputs show the reconstructed secondary lining has undertaken the pressure of surrounding rock with the time passing. According to the calculated compressive and tensile safety factors, the completely reconstructed lining has been in reliable and safe condition during the past year after reinforcement. It can conclude that the aforementioned maintenance projects can effectively ensure the stability and health of this tunnel.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.33-47
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• 2015

터널에 시공되는 콘크리트라이닝은 1차지보재의 열화를 가정하여 상부로부터 오는 하중을 부담할 수 있도록 설계하는 2차지보재로서, 설계자나 발주기관(client)의 의도에 따라 많은 차이를 나타내고 있다. 특히 풍화암이나 풍화토에 적용하는 지보패턴 4, 5패턴의 콘크리트라이닝 두께를 결정하는 변형계수값을 3패턴에 비해 크게 작은 값을 사용해 보수적으로 설계하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이런 현재의 여건을 감안 컴퓨터 프로그램(MIDAS-civil)을 사용 역해석을 실시하여 적정한 시공방안을 제시하고자하며, 본 연구를 위해 검토한 기존 프로젝트는 서울지하철 ${\bigcirc}{\bigcirc}$호선 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공구의 시공사례를 활용하였다. 검토결과 콘크리트 라이닝 두께는 축소할 수 있는 것으로 나타났으며 이를 향후 서울시 도시철도 건설사업에 적용할 경우 경제적인 효과도 클 것으로 기대하고 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.593-603
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• 2017

A high-efficiency simplified modelling approach is proposed for investigating the nonlinear responses of reinforced concrete linings of shield tunnels. Material and geometric nonlinearities are considered in the analysis of the lining structures undergoing large deformation before ultimately losing the load-carrying capacity. A beam-spring element model is developed to capture the force-transfer mechanism between lining segments and radial joints. The developed model is validated by comparing analyzed results to experimental results of a single-ring lining structure under two loading conditions: the ground overloading and the lateral unloading respectively. The results show that the lining structure under the lateral unloading due to excavation on the both sides of the tunnel is more vulnerable compared to the case of ground overloading on the top of the tunnel. A parameter study is conducted and results indicate that the lateral pressure coefficient has the greatest influence on the behaviour of the lining structure.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.165-175
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• 2010

최근에 물류비 절감, 교통 편의성 개선, 지역발전 등 정치, 경제, 사회적 요구에 따라 장대 해저터널 건설의 필요성이 증가하고 있다. 또한, 도심지에 건설되는 도로 및 철도터널에서도 터널의 장대화에 따라 공사용 및 환기용 수직구의 설치가 필수적이다. 수직구 굴착 후 설치되는 콘크리트 라이닝의 설계시 결정해야할 요소는 직경, 단면두께, 소요철근량 등이다. 이러한 수직구 직경, 하중조건, 지반조건을 고려하여 최적의 라이닝 단면설계를 위해서는 많은 구조검토가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 조건에 대하여 구조해석을 수행하여 라이닝 단면설계도표를 제시하였다. 제안된 도표를 이용하여 간편하게 규모 및 하중조건에 따른 라이닝 단면두께 및 소요철근량 산정이 가능하다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.69-78
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• 2009

발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.349-357
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• 2022

Abnormal climate events are occurring frequently around the world. In particular, cold waves and heavy snow lead to damage and deterioration of facilities, which can cause loss of life or property damage, such as shortening the lifespan of facilities. Therefore, it is very important to prepare an appropriate maintenance system and to establish a strategy to cope with abnormal weather conditions. In this study, laboratory freezing experiments were performed to analyze the freeze-thaw characteristics affecting the tunnel concrete lining, and heat flow analysis was carried out based on the test results. Based on these experimental and theoretical analysis results, quantitative freeze-thaw evaluation criteria for tunnel concrete linings were proposed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권12호
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• pp.25-32
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• 2007

본 연구에서는 화학적 침식을 받는 환경에 놓인 터널 콘크리트 라이닝 구조물의 성능저하 원인을 분석하기 위하여 준공 후 70년 된 터널 구조물을 대상으로 외관조사, 비파괴검사, 코어시편의 압축강도, 탄산화, 투수성 평가 및 기기분석을 실시하였다. 그 결과 대상 터널 구조물은 수차례에 걸쳐 보수 및 보강공사의 흔적이 존재하였으며 내부 콘크리트 라이닝의 심한 균열, 누수 및 탈락현상 등으로 성능저하가 크게 발생한 상태였다. 콘크리트 라이닝의 비파괴 압축강도추정과 코어시편에 의한 압축강도는 위치마다 차이는 있었으나 각각 $17.5{\sim}34.7MPa$ 및 $12.8{\sim}40.3MPa$로 나타났으며, 반발경도법의 경우 콘크리트 표면이 누수 및 반응생성물의 영향으로 반발경도가 작게 나타나는 경우가 있었다. 콘크리트 라이닝 코어시편을 이용하여 전위차에 의한 촉진 염소이온 확산실험법으로 투수성 시험결과 일부 코어 시편을 제외한 대부분 낮은(Low) 영역으로 우수한 결과를 나타내었다. 또한 터널 콘크리트 라이닝 코어시편을 대상으로 미세구조를 분석한 결과 터널 콘크리트 라이닝 주변 지하공간으로부터 유입된 황산염이온의 영향으로 반응물질이 생성되어 성능이 저하되었으며, ettringite와 thaumasite 등의 생성에 의한 결정압에 의하여 균열 및 박리현상이 발생한 것으로 판단된다. 따라서 고내구성 콘크리트 라이닝의 제조를 위한 재료적 대책수립 및 관련지침안의 제정이 필요할 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회지
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• 제21권2호
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• pp.42-49
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• 2009

• 콘크리트학회지
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• 제17권2호
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• pp.42-47
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• 2005

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.717-720
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• 2008

This paper, an evaluation of the mechanical property for the backfilling materials of the NATM Composite lining tunnel using the lightweight foamed mortar, relates to the performance of permeability, compressive strength and unit volume weight. Therefore, this study is aimed to prove the three main factor that refered to the above line for development of new tunnel method. As the result of this study, it would be confirmed that the D mix is better than other mixs a side of all tests and its relation that is for the tunnel backfilling materials.