• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.109-119
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• 2017

다양한 현장조건을 고려하기 위하여 필라 폭, 암반등급, 측압계수를 달리한 각종 병설터널을 모델링하고, 수치해석과 모형실험을 통해 필라의 안정성을 알아보았다. 수치해석을 통해 얻어진 필라 중앙부의 응력, 필라 전체의 평균응력, 필라 좌우단부의 응력을 각각 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하였다. 이중 필라 좌우단부의 응력을 적용하였을 때의 강도/응력비는 가장 보수적인 값을 나타내었고, 분할굴착과 지보체계를 고려한 시공단계해석에서도 굴착 시점과 부합한 실제적인 값을 보였다. 또한, 병설터널의 모형실험에서 필라의 파괴균열은 필라 좌우단부로부터 필라 중앙부를 향해 점진적으로 발생하였다. 따라서 필라의 국부적 손상을 방지하고 터널 안정성을 보수적으로 평가하기 위해서는 필라 좌우단부의 응력을 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하는 방법이 적합한 것으로 판단된다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권5호
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• pp.449-457
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• 2020

The influence of subsequent curing on the performance of fly ash contained mortar under steam curing was studied. Mortar samples incorporated with different content (0%, 20%, 50% and 70%) of Class F fly ash under five typical subsequent curing conditions, including standard curing (ZS), water curing(ZW) under 25℃, oven-dry curing (ZD) under 60℃, frozen curing (ZF) under -10℃, and nature curing (ZN) exposed to outdoor environment were implemented. The unsteady chloride diffusion coefficient was measured by rapid chloride migration test (RCM) to analyze the influence of subsequent curing condition on the resistance to chloride penetration of fly ash contained mortar under steam curing. The compressive strength was measured to analyze the mechanical properties. Furthermore, the open porosity, mercury intrusion porosimetry (MIP), x-ray diffraction (XRD) and thermogravimetric analysis (TGA) were examined to investigate the pore characteristics and phase composition of mortar. The results indicate that the resistance to chloride ingress and compressive strength of steam-cured mortar decline with the increase of fly ash incorporated, regardless of the subsequent curing condition. Compared to ZS, ZD and ZF lead to poor resistance to chloride penetration, while ZW and ZN show better performance. Interestingly, under different fly ash contents, the declining order of compressive strength remains ZS>ZW>ZN>ZD>ZF. When the fly ash content is blow 50%, the open porosity grows with increase of fly ash, regardless of the curing conditions are diverse. However, if the replacement amount of fly ash exceeds a certain high proportion (70%), the value of open porosity tends to decrease. Moreover, the main phase composition of the mortar hydration products is similar under different curing conditions, but the declining order of the C-S-H gels and ettringite content is ZS>ZD>ZF. The addition of fly ash could increase the amount of harmless pores at early age.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권1호
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• pp.83-99
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• 2020

Shear walls are structural members in buildings that are used extensively in reinforced concrete frame buildings, and almost exclusively in the UK, regardless of whether or not they are actually required. In recent years, the UK construction industry, led by the Concrete Centre, has questioned the need for such structural elements in low to mid-rise reinforced concrete frame buildings. In this context, a typical modern, 5-storey residential building is studied, and its existing shear walls are replaced with columns as used elsewhere in the building. The aim is to investigate the impact of several design variables, including concrete grade, column size, column shape and slab thickness, on the building's structural performance, considering two punching shear limits (V_Ed/V_Rd,c), lateral drift and accelerations, to evaluate its maximum possible height under wind actions without the inclusion of shear walls. To facilitate this study, a numerical model has been developed using the ETABS software. The results demonstrate that the building examined does not require shear walls in the design and has no lateral displacement or acceleration issues. In fact, with further analysis, it is shown that a similar building could be constructed up to 13 and 16 storeys high for 2 and 2.5 punching shear ratios (V_Ed/V_Rd,c), respectively, with adequate serviceability and strength, without the need for shear walls, albeit with thicker columns.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권2호
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• pp.129-139
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• 2018

Post-tensioning (PT) tendons are commonly used for the assembly of modularized concrete members, and tension is applied to the tendons during construction to facilitate the integrated behavior of the members. However, the tension in a PT tendon decreases over time due to steel corrosion and concrete creep, and consequently, the stress on the anchor head that secures the PT tendon also diminishes. This study proposes an automatic detection system to identify tension reduction in a PT tendon using pulsed-eddy-current (PEC) measurement. An eddy-current sensor is installed on the surface of the steel anchor head. The sensor creates a pulsed excitation to the driving coil and measures the resulting PEC response using the pick-up coil. The basic premise is that the tension reduction of a PT tendon results in stress reduction on the anchor head surface and a change in the PEC intensity measured by the pick-up coil. Thus, PEC measurement is used to detect the reduction of the anchor head stress and consequently the reduction of the PT tendon force below a certain threshold value. The advantages of the proposed PEC-based tension-reduction-detection (PTRD) system are (1) a low-cost (< $ 30), low-power (< 2 Watts) sensor, (2) a short inspection time (< 10 seconds), (3) high reliability and (4) the potential for embedded sensing. A 3.3 m long full-scale monostrand PT tendon was used to evaluate the performance of the proposed PTRD system. The PT tendon was tensioned to 180 kN using a custom universal tensile machine, and the tension was decreased to 0 kN at 20 kN intervals. At each tension, the PEC responses were measured, and tension reduction was successfully detected.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.432-440
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• 2005

배후령 터널은 강원도 춘천과 화천을 연결하는 길이 5,057 m의 2차선 양방향 단선 터널로 장래 4차선으로 확장 될 계획이다. 본 터널은 55개월의 공기로 현재 시공 중이며 완공 후 국내 최장대 양방향 도로터널이 될 것이다. 양방향 단선터널은 복선터널에 비해 환기 및 화재 대처에 대한 단점을 가지고 있다. 이러한 이유로 배후령 터널에는 국내 최초로 연장 5,173 m, 직경 5 m의 서비스터널을 계획하였으며, 횡류식 환기방식을 적용하였다. 이 환기 시스템은 화재 시 제연효과로 대피자의 안전을 확보할 수 있다. 배후령 터널 구간은 편마암과 화강암을 기반암으로 하며, 터널 방향을 따라 큰 규모의 배후령 단층이 발달 되어있다. 이 단층의 영향 범위는 각종 조사 및 시험결과 약 70 m로 분석되어, 안전을 고려 터널 노선은 단층에서 100 m이상 이격하여 선정되었다.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.1-15
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• 2004

숏크리트와 록볼트를 영구 지보재로 사용하는 싱글쉘 터널공법을 도입하고 터널의 장기 내구성을 향상시키기 위해서는 고성능 숏크리트의 개발이 필수적이다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 고성능화를 위한 최신 숏크리트 혼화재료를 소개하였고, 국외에서 적용되고 있는 숏크리트의 제반 설계기준과 품질관리 시험방법들을 정리하였다. 특히 현장에서 숏크리트의 압축강도를 쉽고 빠르게 추정할 수 있는 공기압식 pin 관입시험의 적용사례를 소개하였다. 또한 숏크리트 라이닝과 지반의 상호작용을 보다 정확하게 평가할 수 있도록 숏크리트 라이닝의 시간 의존적인 경화특성을 고려한 이론적 해석과 숏크리트 라이닝의 설계변수들에 대한 민감도 분석 결과를 고찰하였다. 마지막으로 고성능 숏크리트 라이닝을 영구지보재로 사용하는 대표적인 싱글쉘 터널공법들에 대한 사례들을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.125-137
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• 2003

본 연구에서는 복개 터널구조물의 라이닝 설치 후 되메움 성토과정에서 라이닝에 발생하는 토압 크기및 분포 등의 거동특성을 파악하기 위하여 실제 복개 터널구조물의 시공현장에서 현장 계측을 수행하였다. 현장계측은 토압계, 콘크리트 응력계, 철근 응력계의 세 종류의 계측기를 매설하여 측정하였다. 토압계는 라이닝의 원주방향을 따라 매설하며 터널 라이닝에 작용하는 외부 하중을 측정하였다. 세 개의 토압계는 천단부와 터널 횡단면의 중심축을 기준으로 좌 · 우측 어깨부 45도 지점에 각각 설치하였다. 철근 응력계는 라이닝에 배근된 복철근에 한 셋트씩 세 곳에 설치하였으며 설치 위치는 토압계의 설치 위치와 동일하게 하였다. 콘크리트 응력계는 천단부 상단 압축측 단면의 한 곳에만 설치하였다. 현장 계측 결과를 이용하여 되메움 성토 과정에 발생하는 라이닝의 변형과 라이닝 외부 작용 토압의 거동 특성을 살펴보았으며, 이론적 추론으로 계측결과의 타당성을 검토하였다

• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.81-88
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• 2014

Hoek-Brown 파괴함수를 적용하여 암반구조물의 안정성 분석을 수행하는 경우 암반의 강도를 내부마찰각과 점착력을 이용하여 평가해야하는 경우가 있다. 이러한 경우 ${\sigma}_1-{\sigma}_3$ 관계로 표시된 본래의 Hoek-Brown 함수는 수직응력 (${\sigma}$)과 전단응력 (${\tau}$) 관계인 Mohr 파괴포락선으로 변환되어야 한다. 이 연구에서는 Hoek-Brown 파괴함수의 Mohr 파괴포락선을 구하는 새로운 방법을 제시하였다. 제시한 방법은 Londe (1988)가 제안한 응력무차원화 변환방법을 기초로 하였다. 검증 예제를 통해 새로 유도된 ${\sigma}-{\tau}$ 관계식이 Bray가 유도한 관계식과 정확히 일치한다는 것이 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2007

노르웨이에는 최근 20여년간 전세계 해지터널의 반이상인 약 30개의 해저터널이 건설되었다. 이중 17개의 해저터널의 최소심도는 56 m이며 암반두께는 $23{\sim}49m$였다. 최근 수년간 해저터널을 건설하면서 매우 복잡하고 어려운 지반을 경험하면서 터널의 안정성과 누수 등을 결정하는 핵심요소들에 대해 좀 더 명확한 이해가 요구되고 있다. 해저터널은 육상터널과는 여러 가지 면에서 커다란 차이가 있는 데 특히 사업대상지역이 물로 덮혀있어 특별한 조사방법이 적용되어야 하며 조사결과에 대한 해석에서는 육상터널의 경우에서보다 더 많은 불확실성이 있다는 점이다. 해수의 유입가능성이 많은데 지형에 따라서는 펌프를 이용하여 터널밖으로 퍼내야하며 유입된 해수는 염분을 함유하고 있어 터널장비 및 지보재에 부식 등 심각한 영향을 준다. 노르웨이의 해저터널자료 분석을 통하여 수심, 최소 암반두께, 누수 등 국내 해저터널 설계시 고려해야 할 설계요소들을 제시하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제25권2호
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• pp.115-124
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• 2015

열에너지 저장은 고온 또는 저온의 잉여 열에너지를 저장하여 수요 발생 시 사용하기 위한 기술로서 에너지의 수요와 공급 사이의 불균형을 해소하고, 이를 통해 에너지 시스템의 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 간헐적인 신재생에너지 자원을 열에너지 형태로 변환하거나 저장함으로써 에너지 믹스에서 신재생에너지의 비중을 제고할 수 있으며, 이를 위해서는 열에너지 저장 장치와의 조합이 반드시 필요하다. 지하 암반공동을 이용한 열에너지 저장은 높은 건설비용이 수반되어 그 활용이 제한적이지만, 대규모의 열에너지를 장기간 저장할 수 있는 가장 현실적인 방법이다. 또한 기후조건에 따라 외부로의 열손실이 영향을 받는 지상의 열저장소와는 달리, 열저장 지하 암반공동은 장기 운영 시 주변 암반의 히팅에 따른 열손실의 감소를 기대할 수 있다. 본고에서는 열저장 암반공동의 형상 및 다중배치 설계 시 고려해야 할 주요 인자들을 소개하고, 저장공간의 설계에 대한 가이드라인을 제안하였다.