• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제1권2호
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• pp.59-71
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• 1999

Recently, many deformations in tunnel such as crack and leakage were occulted. Specially, the defects of tunnel lining have been a serious problem in safety and stability many repair works for maintenance in tunnel have been carried out. Therefore, it is necessary to estimate the structural cracking for countermeasure in deformed tunnel and to investigate on the characteristics of lining system and the soundness of tunnel. In this study model tests for tunnel lining were carried out using test apparatus and centrifuge, In the direct loading test, the prototype was Kyungbu high-speed railway tunnel and the scale is 1/10, and lining models were made of concrete. Test conditions included load conditions such as direction, shape and type, lining conditions such as single and double lining, thickness, and reinforcement. In centrifuge model test, the prototype was Seoul subway tunnel and the scale is 1/100, and lining models were made of aluminum and hydrostone. Test conditions included tunnel defects such as thickness shortage. behind cavity and longitudinal cracks, reinforcement methods such as epoxy, grouting and carbon sheet. From these model tests , the characteristics of deformation and failure for tunnel lining were estimated, and the structural behaviors of deformed lining and the effects of repair and reinforcement for tunnel lining were researched.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.270-281
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• 2005

An especial attention for old tunnel safety is required on increasing of The various tunnel recently. Specially, the lining investigation method of the old tunnel will be able to presume condition of concrete lining indirectly. Because it is many restriction thought of environment and ground condition investigation method of tunnel lining rear. This study carried out section & convergence measurement of part which was deformed in tunnel lining. It had been observed for the change of tunnel behavior with a continuous measurement. It has been analyzed for a cause of tunnel deformation and inspected for the effect after a repair-reinforcement to tunnel compared with the effect before those by structure analysis. By establishing automatic measurement system after repair-reinforcement to tunnel, it would be accomplished to convergence measurement continually. As a result, it was observed that deflection and deformation of tunnel was convergent. but it should be followed to a continuous maintenance because of unstable ground condition, cause of inner tunnel, environment. The railroad tunnel which was executed a reinforcement of the tunnel lining must investigate the close condition of reinforcement lining and concrete lining.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.787-803
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• 2016

DDARF (Discontinuous Deformation Analysis for Rock Failure) is a numerical algorithm for simulating jointed rock masses' discontinuous deformation. While its reinforcement simulation is only limited to end-anchorage bolt, which is assumed to be a linear spring simply. Here, several new reinforcement modes in DDARF are proposed, including lining reinforcement, full-length anchorage bolt and equivalent reinforcement. In the numerical simulation, lining part is assigned higher mechanical strength than surrounding rock masses, it may include multiple virtual joints or not, depending on projects. There must be no embedding or stretching between lining blocks and surrounding blocks. To realize simulation of the full-length anchorage bolt, at every discontinuity passed through the bolt, a set of normal and tangential spring needs to be added along the bolt's axial and tangential direction. Thus, bolt's axial force, shearing force and full-length anchorage effect are all realized synchronously. And, failure criterions of anchorage effect are established for different failure modes. In the meantime, from the perspective of improving surrounding rock masses' overall strength, a new equivalent and tentative simulation method is proposed, it can save calculation storage and improve efficiency. Along the text, simulation algorithms and applications of these new reinforcement modes in DDARF are given.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1343-1350
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• 2005

In this study, the whole deformation conditions of domestic old tunnels and reinforcement methods for deformation tunnels were investigated and analysed, and the present conditions, occurrence cause and reinforcement methods of cavity behind the tunnel lining were investigated and analysed comprehensively. The deformation causes of domestic old tunnels could be classified in three kinds : change of earth pressure operating tunnel ground, material problem of concrete lining, mistake of design and construction. As a result of analysis, the tunnel deformation was occurred by not specific cause but various cause As a result of investigation for 455 domestic tunnel data, more than 70% of the tunnel deformation was related to leakage and the other deformation cause also accompanied leakage mostly. An applied reinforcement method was related to leakage and flood prevention measures, but application of reinforcement method for boundary area between tunnel and ground and tunnel periphery which influence on the tunnel stability was still defective. The cavity of domestic old tunnel occupied about 16% of the total tunnel length and about 68% of cavity was located in the crown of tunnel, and besides, the occurrence cause of cavity was analysed to design, construction and management cause. The filling method for cavity using filling material was comprehensively appling to cavity behind tunnel lining.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.255-280
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• 2024

쉴드TBM 터널에서 단면 부족이나 큰 변형이 세그먼트 라이닝의 안정성에 우려될 경우 터널 외부에 지반 그라우팅으로 보강하거나 터널 내부에 강판 보강, 링 빔 보강, Inner double layer lining으로 보강하는 경우가 있다. 또한, 기존의 쉴드 TBM 터널의 해석은 세그먼트라이닝의 분절 특성을 고려하지 않는 연속체의 강성일체법으로 해석되어왔다. 본 연구는 내부 강재 라이닝으로 보강한 double layer 보강 단면에 대해 보강 메커니즘을 연구하였다. 본 연구는 세그먼트 라이닝에 대한 모델링을 개선하여 세그먼트 라이닝의 분절 특성을 고려한 분절체 모델링(BJM)을 적용하였고 이를 통해 세그먼트 라이닝의 변형 특성을 반영한 double layer 보강 단면을 해석하였다. 연구 결과 기존 콘크리트 세그먼트 라이닝은 하중을 일정부분 분담하는 역할이 아닌 터널 주변 지반을 보강한 것과 같은 역할을 하였다. 일반적으로, 세그먼트 라이닝의 분절을 고려한 BJM 모델과 분절을 고려하지 않는 강성일체법 모두 하중을 받은 라이닝의 변형 형상과 응력 분포가 유사하게 나타났다. 그러나 하중의 강도가 임계치를 넘는 경우 변형의 양상에 차이가 있으며 변형 특성을 보다 면밀히 검토할 수 있는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권5호
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• pp.547-564
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• 2001

The numerical formulation of a two-phase interface element appropriate for porous lining system is presented. The formulation is isoparametric and can be applied both for 2-D and 3-D analysis. Biot's theory is utilized as the basis for the development of the element constitutive theory. In order to be capable of simulating the reinforcing characteristics of some geotextiles utilized as lining system, a reinforcement component has also been implemented into the formulation. By employing this specially developed interface finite element, the influence of soil consolidation on the stress distribution along the lining system of a reservoir and a landfill has been investigated.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.107-114
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• 2002

터널 2차라이닝은 지반하중의 합리적인 산정기준의 부재와 보수적 경향의 지반이완하중법이 적용되고 있기 때문에 과다한 경향으로 보강되고 있는 실정이다. 2차라이닝에 고려되는 주요하중으로는 지반이완하중과 수압을 들 수 있으며, 배수터널의 경우에는 지반하중이 가장 큰 하중이 된다. 터널 주변 지반에 별도의 외력이 작용하지 않는다면, 2차라이닝에 작용하는 하중의 직접적인 원인은 1차지보재의 지지력 저하이다. 따라서, 2차라이닝의 설계시에는 지반과 1차지보재와의 상호작용을 고려한 합리적인 해석방법이 요구된다. 본 논문에서는 단순한 질량-스프링 모델을 통하여 지반-1차지보재-2차라이닝의 상호작용을 개념적 모델로 설명하였으며, 이를 원형터널에 대한 이론해석을 통하여 지반-1차지보재-2차라이닝 의 상호작용에 대한 하중전이 특성을 입증하였다. 그리고, 복잡한 터널해석조건에 대한 본 모델의 적용성을 검토하기 위하여 수치해석법의 적용성을 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.25-34
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• 2001

산지가 70%를 차지하고 있는 우리나라 지형특성상 고속도로 건설에 비례하여 터널연장의 증가는 필연적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 터널 내,외부의 온도차이에 의한 균열에 저항할 수 있도록 하기위해 터널 입,출구부에 설치되는 철근콘크리트 라이닝의 시공성 및 안전성,경제성을 확보할 수 있는 방안으로 강섬유보강 콘크리트(Steel Fiber Reinforcement Concrete, SFRC)의 적용성에 대해 연구하였다. SFRC의 특징을 조사하고 터널 갱구부 라이닝 구조부재로서 구조해석과 현장 시험시공을 통해 SFRC의 적용방안과 차후 확대 적용을 위한 개선방안을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.84-91
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• 2015

이 논문에서는 기존 복공판의 단점들을 극복하기 위해 새로이 제안된 신개념 복공판에 대한 안전성 검토와 성능을 검증하기 위한 매개변수해석을 실시했다. 고려된 모든 해석변수와 단부 보강위치 및 크레인 하중에 대해 계산된 강재의 응력이 허용응력 이내의 값을 보여주어 모든 경우가 구조적으로 안전한 복공판인 것으로 확인되었다. 구조적 안정성과 경제성을 고려했을 때 최적의 복공판은 판의 크기가 크고 두께가 얇은 "$3,000{\times}2,000{\times}6t$"로 결정하였으며 보강은 단부 내측을 보강하는 것이 가장 좋을 것으로 판단되었다. 또한, 기존 복공판 대비 단위면적당 강재량을 36%정도 감소시켜 경제적으로도 우수하며, 복공판 개소가 적어 시공속도가 빠르기 때문에 지하철 및 지하차도 복공구조체에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.25-40
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• 2007

얕은 터널의 개착식 터널 라이닝에 발생하는 과잉토압은 라이닝의 변형과 손상을 유발하는 역학적 주요인자들 중의 하나이며(Kim, 2000), 과잉토압은 되메움토의 다짐불량, 자중에 의한 압밀, 강우의 침투에 의한 다짐, 차량에 의한 진동 등에 의해 발생할 수 있다(Komiya et al., 2000; Taylor et al., 1984; Yoo, 1997). 터널 라이닝에 발생하는 토압을 구하기 위한 많은 시험이 행해졌지만, 부등침하와 과잉토압을 줄일 수 있는 보강대책을 수립하기 위한 사례는 없다. 본 연구는 모래 지반에 $1.0D\sim1.5D$ 깊이에 개착식으로 시공하는 원형의 강성 터널에 작용하는 토압에 관한 것으로 진동다짐의 영향을 모형실험에서 충분히 반영하기 위하여 100Hz의 진동주파수를 사용하였다. 본 연구에서는 개착식 터널 라이링에 작용하는 부등침하와 과잉토압을 줄이기 위해서 지오텍스타일 매트를 설치하였다. 지오텍스타일 매트의 보강에 의한 부등침하와 토압의 감소효과를 확인하기 위해 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험에서 토피, 매트 보강형태, 절취면의 거칠기 등을 달리하여 가장효과적인 방법을 구하였다. 절취면의 거칠기 달리하기 위해 사면에 사포#100, 사포#400과 acetate 부착하였습니다. 무보강과 매트 보강에 대한 모형실험을 실시하여 구한 토압을 비교하여 매트 보강효과를 살펴보았으며, 사진분석법(Park, 2003)을 이용하여 지반의 변형을 분석하였다.