• 한국지반공학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.29-36
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• 2017

NATM 공법에서 터널을 확대하거나 피난갱과 같이 좁은 단면에 록볼트를 설치하는 경우에는 록볼트를 경사지게 설치하거나 또는 짧은 볼트를 연결하여 시공할 수밖에 없다. 국내외에서 실시된 경사 록볼트에 대한 연구는 아직 미흡한 실정이며 실제 현장에 적용하기 위해서는 경사 록볼트의 거동특성에 대한 연구가 필요하다고 사료된다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 사용하여 경사 록볼트 시공 시 록볼트의 설치각도와 설치길이에 따른 최대 중립점 발생위치의 변화를 확인하고 이에 따른 록볼트에 의한 원지반 아치형성영역의 두께 변화를 비교 분석하여 지반보강효과에 대해 확인하였다. 해석결과 표준지보패턴(설치길이 4m)에선 설치각도가 감소할수록 터널 주변지반의 변형범위는 증가하여 지반보강효과가 감소하는 것을 알 수 있었다. 또한, 설치길이가 증가함에 따라 설치각도에 의한 영향을 적게 받은 것으로 나타났으며 설치각도 $45^{\circ}$ 이하에서는 설치길이의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 경사록볼트의 설치각도는 $45^{\circ}$이상으로 하여 아칭영역을 확보하도록 하여야 하며, 설치각도 $75^{\circ}$이상인 경우 직각으로 설치하는 경우와의 보강효과의 차이가 크지 않음을 확인하였다. 또한 추가적인 상세 검토를 통하여 NATM 터널에서의 경사록볼트 설계지침을 제시하고자 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권12호
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• pp.19-27
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• 2018

테르쟈기는 트랩도어 처짐에 기반한 상부지반의 수직활동면을 가정한 2차원 아칭식을 제안하였다. 이후 관련 식은 3차원 터널굴착조건과 경사활동면을 고려할 수 있도록 확장되었다. 본 연구에서는 3차원 터널굴착조건에서 비등방지반조건을 반영하여 터널 횡방향 및 종방향에서의 지반물성치 및 활동면의 경사각을 달리하여 고려할 수 있도록 더욱 확장된 아칭식을 유도하고 제시하였다. 제시된 식을 이용하여 다양한 조건(지반물성치, 경사활동면, 굴착조건, 상재하중, 토압계수)에서 발생되는 수직응력에 대해 조사하였고 테르쟈기의 2차원 아칭식과도 비교하였다. 조사결과, 발생 수직응력은 굴착폭 및 굴착길이, 경사각, 상재하중이 증가할수록 증가했고 점착력과 마찰각, 토압계수가 감소할수록 증가하였으며, 굴착길이가 작을 때와 횡방향 지반물성치에 의해서 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 테르쟈기 2차원 아칭식과 비교하여 발생 수직응력은 더 작은 것으로 나타났고 그 차이정도는 지반물성치, 경사활동면, 3차원 터널굴착 조건에 따라 매우 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 제시된 3차원 아칭식은 터널굴착으로 인한 복잡한 아칭현상을 보다 잘 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• Wind and Structures
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• 제13권1호
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• pp.83-94
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• 2010

Wind tunnel measurements on T-shaped free-standing walls and inclined free-standing walls have been carried out. Mean net pressure coefficients have been derived and compared with previous research. It was observed that the high loads at the free ends are differently distributed than those derived from the pressure coefficients for free-standing walls in EN 1991-1-4. In addition net pressure coefficients based on extreme value analysis have been obtained. The lack of correlation of the wind induced pressures at windward and leeward side result in lower values for the net pressure coefficients when based on extreme value analysis. The results of this wind tunnel study have been included in Dutch guidelines for noise barriers.

• Wind and Structures
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• 제25권5호
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• pp.475-492
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• 2017

Inclined and yawed circular cylinder is an essential element in the widespread range of structures. As one of the applications, cables on bridges were reported to have the possibility of suffering a kind of large amplitude vibration called dry galloping. In order to have a detailed understanding of the aerodynamics related to dry galloping, this study carried out a set of wind tunnel tests for the inclined and yawed circular cylinders. The aerodynamic coefficients of circular cylinders with three surface configurations, including smooth, dimpled pattern and helical fillet are tested using the force balance under a wide range of inclination and yaw angles in the wind tunnel. The Reynolds number ranges from $2{\times}10^5$ to $7{\times}10^5$ during the test. The influence of turbulence intensity on the drag and lift coefficients is corrected. The effects of inclination angle yaw angle and surface configurations on the aerodynamic coefficients are discussed. Adopting the existed the quasi-steady model, the nondimensional aerodynamic damping parameters for the cylinders with three kinds of surface configurations are evaluated. It is found that surface with helical fillet or dimpled pattern have the potential to suppress the dry galloping, while the latter one is more effective.

• 대한조선학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.168-174
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• 2019

In order to investigate Propeller Open Water (POW) characteristics for the high-speed propeller in Large Cavitation Tunnel (LCT), the high-capacity inclined-shaft dynamometer was designed and manufactured. Its measuring capacities of thrust and torque are ${\pm}2200N$ and ${\pm}120N-m$, respectively. The driving motor is directly connected to the propeller shaft. Inclined angle of the propeller shaft can be adjusted up to ${\pm}10^{\circ}$. As the pressure inside LCT can be adjusted in the range of 0.1~3.0bar, we can carry out the POW test at high Reynolds number (above $1.0{\times}10^6$) without propeller cavitation and the cavitation test in uniform flow. After the new dynamometer setup in LCT, the Reynolds number variation test and propeller open-water test were conducted at the inclined angle of $0^{\circ}$ and $6^{\circ}$. The present POW results of the new dynamometer are compared with those of the existing high-capacity dynamometer in LCT and of the dynamometer in the towing-tank. Through systematic model tests and comparison with their results, the performance of the new inclined-shaft dynamometer was verified. It is thought the POW test for the high-speed propeller should be better conducted at high Reynolds number.

• Wind and Structures
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• 제8권2호
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• pp.135-146
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• 2005

Divergent galloping-like motion of a dry inclined cable has been observed in a limited number of experimental studies, which, due to the uncertainties in its onset conditions, has induced serious concerns in the bridge stay cable design. A series of dynamic and static model wind tunnel tests have been carried out to confirm the existence of the phenomenon and clarify its excitation mechanism. The present paper focuses on exploring the spatial flow structure around an inclined cable. The pattern of resultant aerodynamic forces acting at different longitudinal locations of the model and the spatial correlation of the forces are examined. The results lead one step closer in revealing the physical nature of the phenomenon.

• Wind and Structures
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• 제21권4호
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• pp.383-405
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• 2015

This study investigated aerodynamic characteristics of an inclined square prism experimentally. Pressure measurements were performed on a static square prism with a series of inclinations including forward inclinations (inclined to the upwind direction) and backward inclinations (inclined to the downwind direction). The prism with a vertical attitude was also tested for comparisons. Based on the pressure data, influences of the inclinations on aerodynamic characteristics (e.g., force coefficients, pressure distributions on the surfaces, and vortex shedding features) of the square prism were evaluated in detail. The results show that the inclinations have significant effects on these aerodynamic characteristics. Furthermore, the influences of the forward and backward inclinations are quite different.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1191-1199
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• 2018

Concepts of submerged floating tunnels (SFTs) for land connection have been continuously suggested and developed by several researchers and institutes. To maintain their predefined positions under various dynamic environmental loading conditions, the submerged floating tunnels should be effectively moored by reasonable mooring systems. With rational mooring systems, the design of SFTs should be confirmed to satisfy the structural safety, fatigue, and operability design criteria related to tunnel motion, internal forces, structural stresses, and the fatigue life of the main structural members. This paper presents a feasibility study of a submerged floating tunnel moored by an inclined tendon system. The basic structural concept was developed based on the concept of conventional cable-stayed bridges to minimize the seabed excavation, penetration, and anchoring work by applying tower-inclined tendon systems instead of conventional tendons with individual seabed anchors. To evaluate the structural performance of the new type of SFT, a hydrodynamic analysis was performed in the time domain using the commercial nonlinear finite element code ABAQUS-AQUA. For the main dynamic environmental loading condition, an irregular wave load was examined. A JONSWAP wave spectrum was used to generate a time-series wave-induced hydrodynamic load considering the specific significant wave height and peak period for predetermined wave conditions. By performing a time-domain hydrodynamic analysis on the submerged floating structure under irregular waves, the motional characteristics, structural stresses, and fatigue damage of the floating tunnel and mooring members were analyzed to evaluate the structural safety and fatigue performance. According to the analytical study, the suggested conceptual model for SFTs shows very good hydrodynamic structural performance. It can be concluded that the concept can be considered as a reasonable structural type of SFT.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권3호
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• pp.261-268
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• 2003

Terzaghi 터널 토압 산정식은 현재에 있어서도 보수적인 입장에서 터널 토압을 산정하는 지침으로 실무에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 Terzaghi 터널 토압 모델을 성층 경사형 지반으로 확장하여 새로운 터널 토압 산정식을 유도하였으며 새롭게 유도된 터널 토압식을 이용하여 Terzaghi 터널 토압 산정식에 대한 재검토를 실시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1529-1539
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• 2013

최근에 일본의 시공사례에 따르면 터널확대를 위해 보호공(프로텍터)을 설치하고 기존 터널을 사용하면서 시공하는 경우에는 록볼트를 굴착방향에 수직하게 타설할 수 없어서 경사지게 타설하는 경우가 있다. 운용 중인 터널을 확대 시공하는 경우에는 작업조건이 매우 나쁘기 때문에 록볼트의 패턴(경사 록볼트 설치, 사전 록볼트 시공, 록볼트 제외 등)에 대한 검토가 필요하다. 이 연구에서는 모형시험을 이용하여 일반적으로 터널 굴착방향과 수직하게 설치되는 시스템 록볼트의 보강효과와 터널 굴착방향에 경사지게 설치되는 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 비교하였다. 모형 록볼트의 설치각도, 설치간격, 정착 길이 등을 변화시켜 총 24회의 모형시험을 수행하였으며, 모형시험 결과 모형볼트 1개가 부담하는 면적에 대한 이완하중 발생률은 부담면적 감소에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 모형볼트 정착 길이 변화에 따른 이완하중 발생률은 정착 길이가 길어질수록 감소하는 경향이 나타났다. 한편 터널 지보재 설치효과를 주변 지반의 공학적 특성 증가로 간주하는 지보재 모형화 방법에 의한 2차원 수치해석 결과가 모형시험의 처짐 증가량 발생경향을 유사하게 예측하는 것으로 나타나 본 해석 기법이 경사 시스템 록볼트의 보강효과를 적절히 모사할 수 있을 것으로 판단된다.