• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.119-135
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• 2022

본 논문에서는 대심도 가설 흙막이 벽체의 내진안전성을 검토하기 위해 평균재현주기 2,400년 수준(0.220g)을 목표로 Northridge(1994), Kobe(1995), 인공지진파 그리고 2.5Hz 정현파 총 네 가지 지진파를 가진하는 동적원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험은 대심도 굴착현장을 대상을 모사하였다. 모형지반은 상대밀도 55% 건조사질토지반으로 조성하였고, 모형벽체는 심도 24.8m의 지하연속벽 흙막이벽체와 중구경 강관 지보재로 보강된 공법을 모사하였다. 흙막이 시스템은 기반암 가속도가 배면지반, 벽체 상단과, 기반암 근처 하단부에서 증폭되었고, 중앙부에서는 상대적으로 감쇠되는 경향을 보였다. 벽체 전체최대휨모멘트와 지보재 전체최대축력이 유발되는 시점의 부재력을 정지상태 부재력과 비교하였다. 그 결과, 벽체 휨모멘트는 정모멘트와 부모멘트가 최대 10.1%, 36.2% 증가하였으며, 축력은 하단 지보재에서 최대 70% 증가하였다. 또한, Mononobe-Okabe(M-O) 동적토압이론과 Seed-Whitman(S-W) 동적토압이론을 활용한 등가정적해석을 수행하여 실험결과와 비교하였다. M-O 이론 등가정적해석이 휨모멘트 동적증가분을 과소평가하고, S-W 이론 등가정적해석은 과대평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1307-1316
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• 2009

In this case, powerfulness quorum of destruction side which we have expected are supposed general limit value for rock floor when retaining of earth on the section of rock floor in the urban area. For digging in the urban area, there are a lot of dislocations to be disadvantage for safety of digging ants. The displacement of the pondside didn't converged with the phase of the excavation. Also, the speed of displacement got higher than the percentages of risk in the construction. So, we put into operation Face mapping for checking special quality of dislocations which appear on the digging ants. This results were used to decide a destruction in the case of the final excavation by analyzing with other results. It was possible to know the unstable distribution of a fault line in Face Mapping and to get powerful lens of a surface of discontinuity by tests indoors and outdoors. The results were also used to make a solution. Therefore, It's a successful example using the Partial TopDown for stable digging. And it is important that Face Mapping have to be practiced for solving the uncertainty of ground organization when digging design in the urban city.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권5호
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• pp.1061-1070
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• 2018

The main purpose of retaining wall methods for deep excavation is to keep the construction site safe from the earth pressure acting on the backfill during the construction period. Currently used retaining wall methods include the common strut method, anchor method, slurry wall method, and raker method. However, these methods have drawbacks such as reduced workspace and intrusion into private property, and thus, efforts are being made to improve them. The most advanced retaining wall method is the prestressed wale system, so far, in which a load corresponding to the earth pressure is applied to the wale by using the tension of a prestressed (PS) strand wire. This system affords advantages such as providing sufficient workspace by lengthening the strut interval and minimizing intrusion into private properties adjacent to the site. However, this system cannot control the tension of the PS strand wire, and thus, it cannot actively cope with changes in the earth pressure due to excavation. This study conducts a preliminary numerical analysis of the field applicability of the controllable prestressed wale system (CPWS) which can adjust the tension of the PS strand wire. For the analysis, back analysis was conducted through two-dimensional (2D) and three-dimensional (3D) numerical analyses based on the field measurement data of the typical strut method, and then, the field applicability of CPWS was examined by comparing the lateral deflection of the wall and adjacent ground surface settlements under the same conditions. In addition, the displacement and settlement of the wall were predicted through numerical analysis while the prestress force of CPWS was varied, and the structural stability was analysed through load tests on model specimens.

• 화약ㆍ발파
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• 제17권1호
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• pp.27-55
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• 1999

The excavation works for deep foundation in urban areas have recently increased complaints of blasting vibration and settlement of ground level. Foundation must be excavated approximately up to 24-28m depths from the surface. The roads and subway line pass through the excavation area. The Dae-chung station is also located at the nearest distance 5-35m from the working site. To protect subway station and adjacient some structures from blasting and settlement, the level of ground vibration, displacements and stress were monitored and analyzed. The results can be summarized as follows ; 1. An empirical particle velocity equation were obtained by test blasts at Nassan Missi 860 Office tel construction site. $V{\;}={\;}K(D/\sqrt{W})^{-n}$, where the values for n and k are estimated tobe 0.371 and 1.551. From this ground vibration equation, the max. charge weight per delay time against distance from blasting point is calculated. Detailed blasting method is also presented. 2. To measure the horizontal displacement in directions perpendicular to the borehole axis, 6 inclinometers installed around working sites. The displacement at the begining was comparatively high because the installation of struts was delayed, but after its installation the values showed a stable trend. Among them, the displacement by 3 inclinometers installed on a temporary parking area showed comparatively high values, for example, the displacement measured at hole No. IC-l recoded the max. 47.04mm for 6 months and at hole No. IC-2 recorded the max. 57.33mm for 7 months. So, all of these data was estimated below a safe standard value 103mm. 3. Seven strain gauge meter was installed of measure the magnitude and change of stress acted on structs. The measured value of maximum stress was $-465{\;}kgf/\textrm{cm}^2,{\;}-338.4{\;}kgf/\textrm{cm}^2,{\;}302.3{\;}kgf/\textrm{cm}^2$ respectively. In compareto the allowable stress level of steel, they are estimated to be safe.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.95-102
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• 2020

Population concentration in urban areas has led traffic management a central issue. To mitigate traffic congestions, the government has planned to construct large-cross-section tunnels deep underground. This study focuses on estimating the damage caused to frame structures owing to tunnel excavation. When constructing a tunnel network deep underground, it is necessary to divide the main tunnel and connect the divergence tunnel to the ground surface. Ground settlement is caused by excavation of the adjacent divergence tunnel. Therefore, predicting ground settlement using diverse variables is necessary before performing damage estimation. We used the volume loss and cover-tunnel diameter ratio as the variables in this study. Applying the ground settlement values to the settlement induction device, we measured the extent of damage to frame structures due to displacement at specific points. The vertical and horizontal displacements that occur at these points were measured using preattached LVDT (Linear variable differential transformer), and the lateral strain and angular distortion were calculated using these displacements. The lateral strain and angular distortion are key parameters for structural damage estimation. A damage assessment chart comprises the "Negligible", "Very Slight Damage", "Slight Damage", "Moderate to Severe Damage", and "Severe to Very Severe Damage" categories was developed. This table was applied to steel frame and concrete frame structures for comparison.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.71-86
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• 1999

본 연구는 국내 11 네일링 현장을 대상으로 경사계와 변형률계의 계측자료를 이용하여 쏘일네일링 벽체의 변위와 네일의 인장력을 고찰하였다. 연구결과 최대수평변위량은 시공과정이 양호한 현장의 경우와 불량한 경우 각각 굴착깊이(H)의 0.2%, 0.3%이하로 나타났으며, 벽체의 최대수평변위 발생위치는 지표면으로부터 굴착심도의 약 5~l5%이내의 벽체상단에서 발생하였다. 최종굴착깊이$(H_f)$와 네일의 길이(L)와의 길이비 R이 0.5이하, 0.5~0.6, 0.6~0.7인 경우 최대수평변위가 각각 굴착깊이(H)의 0.4%, 0.3%, 0.2%로 나타났다. 그러나 길이비 R이 0.7이상인 경우에는 최대수평변위가 굴착깊이의 약0.3%로 증가하는 것으로 나타났으며 이러한 결과는 굴착깊이가 얕고, 토사층 부분이 많았기 때문으로 판단된다. 최대인장력을 무차원화한 K값은 지표면으로부터 최종굴착깊이$(H_f)$의 $0.6H_f$까지는 0.8이하로 나타났으며, $0.6H_f$에서부터 최종굴착면까지 선형적으로 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 최종굴착완료시 네일의 최대 인장력$(T_{max)$이 네일의 항복인장력$(T_{\sigmay)$에 최대 60%까지 도달하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.483-494
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• 2022

도심지 지상공간의 포화로 인한 지하공간 개발은 지속적으로 증가하고 있으며, 지하공간은 교통, 상하수도, 통신구, 전력구 및 각종 복합 문화 공간으로 활용되고 있다. 지하공간을 굴착하는 대표적인 방법으로 국내에서는 NATM (New Austrian Tunneling Method)과 같은 화약을 이용한 발파 공법이 주로 사용되어왔다. 하지만, 발파 공법은 터널 굴착 시 진동과 소음을 유발하기 때문에 굴착 인근 지역 주민들의 민원이 많이 발생한다. 최근 도심지 대심도 지하공간 굴착공사가 증가하고 있어 발파 진동과 소음 저감을 위한 근본적인 노력과 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 GTX-A 노선 일부구간의 현장 발파 진동 계측자료 및 지반조사자료와 설계자료를 활용하여 동일 발파, 터널조건에서 심도에 따른 발파 진동 변화를 수치해석을 통해 예측하고자 한다. 또한 발파 위치 직상부로부터의 이격거리에 따라 발파 진동의 감소 경향을 분석하여 주택가와 같은 인구 밀집 지역으로부터 필요한 이격거리를 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.239-248
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• 2020

터널 굴착 시 정확한 암반 분류는 적합한 지보패턴을 설치하는 데 도움을 준다. 암반의 분류를 위해 주로 RMR (Rock Mass Ration)과 Q값을 산정하여 수행되며, 페이스 매핑(face mapping)을 바탕으로 산정된다. 점보드릴 및 프로브드릴의 기계 데이터을 활용하거나 딥러닝을 활용한 굴착면 사진 분석 등의 방법이 암반등급 분류를 예측하기 위해 사용되고 있으나, 분석 시 오랜 시간이 소요되거나, 굴착면 전방의 암반등급을 파악할 수 없다는 점에서 한계를 갖는다. 본 연구에서는 순환인공신경망(Recurrent neural network, RNN)을 활용하여 굴착면 전방의 Q값을 예측하는 방법을 개발하였고 페이스 매핑으로부터 획득한 Q값과 비교/검증하였다. 4,600여개의 굴착면 데이터 중 70%를 학습에 활용하였고, 나머지 30%는 검증에 사용하였다. 학습의 횟수와 학습에 활용한 이전굴착면의 개수를 변경하여 학습을 수행하였다. 예측된 Q값과 실제 Q값의 유사도는 RMSE (root mean square error)를 기준으로 비교하였다. 현재 굴착면과 바로 직전의 굴착면의 Q값을 활용하여 600회 학습하여 예측한 Q값의 RMSE값이 가장 작은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 학습에 사용한 데이터 값 등이 변화하는 경우 변화할 수 있으나 터널에서의 이전 지반상태가 앞으로의 지반상태에 영향을 미치는 시스템을 이해하고, 이를 통해 터널 굴착면 전방의 Q값의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.614-627
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• 2018

국내 도시철도 노선은 이용자의 접근을 편리하게 하기 위하여 주거단지 및 도심지 인근 지역에 시공되는 사례가 많다. 도시 인구 증가로 인하여 교통망 확충과 재건축 등이 지속적으로 이루어짐에 따라 도시철도 인접 지역 굴착이 불가피하며 굴착 시 발생하는 지반 응력 및 지하수위 변화는 도시철도 궤도틀림을 유발한다. 이에 본 논문에서는 삼차원 유한차분 해석 상용프로그램 FLAC3D를 이용하여 도시철도 인접지반 대규모 굴착 시 지하수위에 따른 굴착 부 벽체 수평변위 및 배면지반의 침하와 궤도틀림량 산정 후 이들의 상관관계를 분석하고 궤도틀림 및 지하 박스구조물 안정성 평가를 실시하였다. 그 결과 깊은 굴착 시 지하수위에 따른 궤간틀림은 매우 미소하게 발생하였으나 줄틀림 72.5%, 수평틀림 83.3%, 면틀림 61.9%, 평면성틀림 43.3%로서 상대적으로 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 흙막이 벽체의 최대 수평 변위 및 벽체 배면 침하 차는 각각 65.1%, 21.4%가 발생하는 것으로 나타났으며 지하수위가 지표면에 위치한 경우 지하 박스구조물의 인장 응력이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 그러므로 도시철도 구조물에 인접하여 깊은 굴착이 시공된 경우 궤도틀림으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 본 연구에서 수행한 삼차원 수치해석과 실시간 모니터링을 실시하는 것이 바람직하다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.113-131
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• 2022

A rockburst is a common disaster in deep-tunnel excavation engineering, especially for high-geostress areas. An anomalously low friction effect is one of the most important inducements of rockbursts. To elucidate the correlation between an anomalously low friction effect and a rockburst, we establish a two-dimensional prediction model that considers the discontinuous structure of a rock mass. The degree of freedom of the rotation angle is introduced, thus the motion equations of the blocks under the influence of a transient disturbing force are acquired according to the interactions of the blocks. Based on the two-dimensional discontinuous block model of deep rock mass, a rockburst prediction model is established, and the initiation process of ultra-low friction rockburst is analyzed. In addition, the intensity of a rockburst, including the location, depth, area, and velocity of ejection fragments, can be determined quantitatively using the proposed prediction model. Then, through a specific example, the effects of geomechanical parameters such as the different principal stress ratios, the material properties, a dip of principal stress on the occurrence form and range of rockburst are analyzed. The results indicate that under dynamic disturbance, stress variation on the structural surface in a deep rock mass may directly give rise to a rockburst. The formation of rockburst is characterized by three stages: the appearance of cracks that result from the tension or compression failure of the deformation block, the transformation of strain energy of rock blocks to kinetic energy, and the ejection of some of the free blocks from the surrounding rock mass. Finally, the two-dimensional rockburst prediction model is applied to the construction drainage tunnel project of Jinping II hydropower station. Through the comparison with the field measured rockburst data and UDEC simulation results, it shows that the model in this paper is in good agreement with the actual working conditions, which verifies the accuracy of the model in this paper.