• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2008년도 정기 학술대회
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• pp.624-629
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• 2008

When TBM excavates a tunnel, existing concrete lining segments are used as supporting structures for driving force. Axial stress on the lining segments are apt to be large in case of direct driving force. However, it drastically decline as it is farther and father from TBM and later, it tends to converge after a certain point. Such tendencies show similar results of finite element analysis. At the initial intervals, the values of finite element analysis are larger, while at the later intervals, the actual stress values are larger. It concludes that such tendencies are attributable to that the concrete lining segments have partially burst and cracked in the axial direction at the initial intervals. And differences of stresses at the later intervals are created by the changed plasticity of ground and the friction on the external sides of the lining segments.

• 터널과지하공간
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• 제7권3호
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• pp.230-237
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• 1997

As concrete structure is getting old and decrepit, its inspection and diagnosis is getting important. Therefore, it is necessary to estimate the soundness of structure using non-destructive tests for effective repairs and maintenances. But, applications of non-destructive tests in tunnel have been used restrictively, due to accessibility only from one side in tunnel lining and presence of tunnel installations. Recently, the various non-destructive techniques have been studied. Especially, ground penetrating radar(GPR) and impact echo (IE) methods have been researched for tunnel inspection. In this study, the applicability of impact echo test in tunnel lining inspection has been investigated. This paper described the tunnel inspection for lining thickness and internal flaw using impact echo tests. Model tests were carried out using impact echo test systems on two concrete models, Model I is measuring for lining thickness, Model II is detecting for internal flaw. Also, the test were applied for lining inspections in a tunnel constructed by NATM. From the results of impact echo tests, we have concluded that impact echo test is a very useful and effective technique for inspecting the concrete tunnel linings.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.307-320
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• 1998

터널 라이닝은 터널의 최종 지보수단이며, 지반응력과 터널 지보재 사이의 상호작 용의 결과가 총체적으로 드러나는 면이다. 최근 콘크리트 라이닝에 발생하는 많은 균열로 인해 터널의 유지, 관리 측면에서 큰 어려움이 따르고 있어 이에 대한 해석이 요구되고 있 다. 본 연구에서는 실험과 수치해석을 통해 터널 라이닝의 역학적 거동 특성을 규명하였다. 특히 숏크리트오 콘크리트 라이닝을 모두 포함하는 복층 라이닝에대해 실험과 수치해석을 실시하여 두 라이닝 사이의 상호작용을 규명하였다. 실험은 터널 라이닝 모형 시험체에 대 해 하중, 측압, 라이닝 두께, 복층 라이닝, 복층 라이닝의 배면공동, 지반 모델 타설 등에 다양한 조건에 대해 실시하였다. 측압의 영향으로 라이닝 전반에 걸쳐 압축력이 분포하여 내하력을 증가시켰다. 라이닝의 두께가 50% 증가함에 Efkk 균열하중은 2배 정도 증가하였 다. 복층 라이닝의 배면공동으로 이해 라이닝의 내하력은 콘크리트 라이닝 두께 감소량고 k 같은 수준으로 감소하였다. 라이닝의 측벽부에 지반 모델을 타설한 경우 라이닝라이닝 어깨 부분의 밀림을 억제하여 균열하중 및 파괴하중이 크게 증가하였다. 수치해석에서는 인터페 이스 요소를 도입하여 복층 라이닝을 해석할 수 있는 수치해석 프로그램을 개발하여 실험 결과와 비교 해석을 실시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.487-493
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• 2008

산간지형이 많은 국내여건상 물류수송 및 교통 등을 위한 터널구조물의 활용성이 매우 높다. 그러나 터널굴착 및 라이닝 콘크리트구조물의 병행 시공시 굴착에 의한 진동 등의 영향으로 콘크리트구조물 초기 재령에 균열 및 내구성 저하의 문제가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 터널 라이닝용 콘크리트 배합 선정에 있어서 3성분계 시멘트 및 최근 국내에서 개발된 나일론 보강섬유의 내구성 및 역학적 물성 증진 효과를 실험적으로 검토하였다. 실험 결과, 나일론 섬유 및 3성분계 시멘트를 혼입시 콘크리트의 전반적인 물성 및 내구성능이 증진됨을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.443-450
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• 2010

NATM 터널의 콘크리트라이닝은 국내 도입 초기에는 내장재로서 고려되었으나, 최근에는 구조재로서의 역할로 고려되고 있다. 따라서 설계 시 여러 가지 하중을 고려해야 하며, 그중에서도 지반이완하중은 콘크리트라이닝의 두께 및 철근보강유무를 결정하는 주요 하중이다. 도심지 지하철터널에서는 한계평형이론식 Terzaghi 암반분류 등을 사용하여 비교적 높은 이완하중을 적용하여 설계하고 있다. 본 연구에서는 이완하중 산정식들에 대해 검토하고 이완하중 산정법에 따른 구조계산을 수행하여 콘크리트라이닝의 거동을 파악하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권11호
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• pp.35-40
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• 2017

한랭지역에 건설된 터널은 낮은 기온으로 인하여 콘크리트 라이닝 배면의 동결이 발생하게 되며, 콘크리트 라이닝의 손상을 발생시켜 터널구조물의 내구성을 감소시킨다. 터널 라이닝 배면 지반의 동결을 억제시키기 위하여 터널 라이닝 표면에 발열체를 부착하고 일정시간 동안 발열시켜 콘크리트 라이닝 내부의 온도변화를 측정하였다. 냉동챔버를 제작하여 현장현황을 모사하고 발열체는 탄소나노튜브(CNT, Carbon Nano Tube) 재료를 플레이트로 제작하여 표면에 부착하고 전기공급을 통해 발열시켰다. 발열체를 발열시킴에 따라 콘크리트 라이닝의 내부 위치별 온도변화 분포를 측정하였으며, 외기온도 및 발열온도의 유지시간에 따른 영향을 분석하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제8권4호
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• pp.269-276
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• 2019

The cracking and spalling caused by fracture of concrete lining have adverse impacts on serviceability and durability of the tunnel, and the subsequent maintenance work for damaged structure needs to be specific to the damaging causes. In this paper, a particular case study of an operational tunnel structure is presented for the serious cracking and spalling behaviours of concrete lining, focusing on the multi-factors inducing lining failure. An integrated field investigation is implemented to characterize the spatial distribution of damages and detailed site situations. According to results of nondestructive inspection, insufficient lining thickness and cavity behind lining are the coupled-inducement of lining failure bahaviors. To further understanding of the lining structure performance influenced by these multiple construction deficiencies, a reliable numerical simulation based on extended finite element method (XFEM) is performed by using the finite element software. The numerical model with 112 m longitudinal calculation, 100 m vertical calculation and 43 m vertical depth, and the concrete lining with 1450 solid elements are set enrichment shape function for the aim of simulating cracking behavior. The numerical simulation responses are essentially in accordance with the actual lining damaging forms, especially including a complete evolutionary process of lining spalling. This work demonstrates that the serious lining damaging behaviors are directly caused by a combination of insufficient thickness lining and cavity around the surrounding rocks. Ultimately, specific maintenance work is design based on the construction deficiencies, and that is confirmed as an efficient, time-saving and safe maintenance method in the operational railway tunnel.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.387-394
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• 2009

터널구조물은 지하공간에 건설되며 육안으로 터널 배면상태를 확인하는 것이 불가능하기 때문에 유지 관리하는데 어려움이 있다. 본 연구에서는 재래식 터널의 주 지보재인 콘크리트 라이닝의 장기 내구성 및 성능저하 원인을 규명하기 위하여 준공된 지 약 40~70년이 경과된 7개의 철도 폐터널을 대상으로 현장조사 및 실내실험을 수행하였다. 그 결과, 조사 대상 터널 구조물의 콘크리트 라이닝은 준공년도에 관계없이 모든 구조물에서 다양한 형태의 균열이 조사되었으며 특히 시공이음부에 열화현상이 심각하게 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝 주변 지하 공간으로부터 유입되는 침출수의 유해이온은 콘크리트 열화에 직접적인 영향을 미치는 농도는 아니었으나 일정한 농도의 유해이온이 장기간 지속적으로 콘크리트 라이닝에 침식작용을 한 것으로 나타났다. 터널 구조물의 콘크리트 라이닝에서 측정한 비파괴 압축강도와 동일한 위치에서 채취한 코어시편을 대상으로 측정한 일축압축강도는 콘크리트 라이닝의 표면의 건전 여부에 따라 상이한 결과를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.213-221
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• 2009

본 논문은 콘크리트 라이닝의 배면공동 현상, 초기 균열 등과 같은 콘크리트 라이닝 타설시 문제점들을 해결하기 위해 개선 방안을 제시하고 이를 단면크기의 변화에 따른 영향을 연구하였다. 연구를 수행하기 위해 초기 균열 형태와 발생 원인에 대한 분석을 실시하였으며 균열발생 최소화를 위한 개선된 타설 방안을 제시하였다. 제시한 타설 방안의 효율성 및 터널 단면크기에 따른 영향을 확인하기 위하여 기존의 1/20 축소모형실험 및 1/7 축소모형실험을 실시하여 타설율을 비교 분석하였다. 이에 따른 실험 결과는 기존의 타설 방안의 경우 1/20 축소모형실험 보다 1/7 축소모형실험의 타설율이 증가하여 차이를 보였지만 개선된 타설 방안의 경우 유사한 타설율을 나타내 2가지 실험 모두 신뢰성을 갖는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.58-64
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• 2010

지반과 터널라이닝의 상호작용을 고려한 GLI모델은 기존의 Terzaghi 이완하중과 골조모델을 이용한 방법에 비해 터널의 2차라이닝(콘크리트라이닝)에 작용하는 지반하중을 합리적으로 경감할 수 있음이 입증된 바 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 골조모델을 이용하여 설계된 OO선O공구의 콘크리트라이닝에 대해 GLI모델을 도입한 현장설계를 통해 경제성 및 시공성을 개선하였다. 다양한 안전측 고려사항에도 불구하고 철근량의 약 50%가 감소하여 철근자재비를 감소시킬 수 있었고 적정한 철근간격을 확보하여 콘크리트 밀실충전이 용이하였다. 지반조건이 불량한 터널일 수록 더 큰 철근량 절감효과가 있었으며, 이는 Terzaghi 이완하중이 불량한 지반에서 과도하게 산정되기 때문이다.