• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.545-553
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• 2008

터널 시공 중 막장관찰과 계측자료는 굴착으로 인하여 발생하는 지반 및 주변 구조물의 안정성 평가를 위한 가장 중요한 정보이다. 특히, 발파 굴착으로 이루어지는 NATM 공법에서 막장관찰과 계측은 다음 막장의 굴착 및 지보설계를 위한 핵심자료로 활용이 된다. 하지만, 국내에는 암반분류 결과와 계측결과의 관계에 대한 연구가 많이 부족하여 굴착 및 지보설계에 제대로 활용되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 막장관찰에 의한 암반분류 중 국내외에서 가장 많이 사용되는 RMR 분류법과 내공변위 계측결과의 분석을 통해 지질상태의 변화가 터널의 거동에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 내공변위의 계측위치와 계측 시점에 따른 변위 측정 편차를 변위 함수를 이용해 보정하였으며, 이를 통해 내공변위의 영향선과 지반조건의 관계를 고찰하였다. 또한 변위 함수 파라미터와 초기변위 발생비율 등 내공변위와 관련된 다양한 요소들의 지반조건에 따른 변화양상을 파악함으로써 막장관찰 및 내공변위 계측을 통한 지반 평가의 기초자료를 제시하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.617-628
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• 2022

터널 건설 시 암반 등급에 따라 다양한 지보재를 적절히 병용하여 지보패턴을 결정하고 시공이 이루어진다. 이 과정에서 시공 경험이 풍부한 전문가의 기술적 판단이 필요한데, 터널 설계의 초기 단계인 타당성 조사 및 기본설계 단계에는 상대적으로 짧은 수행기간과 부족한 자료 및 예산으로 인해 설계에 많은 어려움이 존재한다. 터널 건설의 급증과 함께 축적된 설계 데이터와 머신러닝을 활용한다면, 지보패턴 설계를 보다 신속하고 신뢰도 있게 수행할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 암반등급 판정 및 해당 암반등급에 적합한 지보패턴 설계를 자동화하고자 국내 48개 도로터널의 설계자료 및 지반조사 자료를 수집하였으며, 8개의 입력항목(암종, 전기비저항, 심도, 터널연장, 터널연장에 따른 방재등급, 위험도지수에 따른 방재등급, 터널 종류, 터널 단면적)과 11개의 출력항목(암반등급, 숏크리트 제원 2개 항목, 록볼트 제원 3개 항목, 강지보 제원 3개 항목, 콘크리트 라이닝 2개 항목)에 대한 데이터를 정리하였다. 이와 같이 정리된 데이터를 활용하여 2가지 머신러닝 알고리즘(SVM, ANN)을 활용하여 3가지 머신러닝 모델(S1, A1, A2)을 개발하였으며, 세 가지 모델의 성능을 비교해본 결과 출력값의 데이터 형식에 따라 서로 다른 손실함수를 적용한 ANN 기반의 A2 모델이 가장 뛰어난 성능을 보였다. 본 연구를 통해 머신러닝을 활용한 지보패턴 설계의 가능성을 확인할 수 있었으며, 향후 지속적으로 실제 설계에 사용함으로써 단점을 보완하고 적용성을 개선해 나간다면 설계에 보다 큰 도움을 줄 수 있는 지보패턴 설계 모델을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권4호
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• pp.287-293
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• 2003

장대 수직 환기구는 지하공간에서 화재 발생시 매연을 지상으로 배출해 내기 위한 필수적 설치물이다. 현재 널리 사용되는 이층 존(zone) 모델은 기본 가정이 제한적임으로 인해 장대 수직 환기구에서의 매연유동을 해석하는데 부적합하다. 그러므로 그 대안으로서 전산유체역학에 기초한 필드 모델의 적용성이 검토되었다. 전산모델의 유효성을 조사하기 위해 이미 발표된 기존의 실험과 유사한 구조를 선택하여 모델링 하였고 그 결과를 서로 비교하였다. 모델링에서 일정한 기준의 질량분율을 일관되게 적용하여 얻어진 매연의 확산 상단면은 실험결과를 바탕으로 구한 매연확산의 경험적 상관관계식과 거의 유사한 속도로 환기구내에서 상승함이 관측되었다. 이것은 다른 연구자들이 수학적 이론으로부터 구한 상관관계식의 결과보다 더 우수한 결과이며 전산유체역학에 기초한 수치모델이 장대형 수직 환기구를 통한 매연확산 연구에 효과적인 도구가 될 수 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.181-186
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• 2022

댐체 구조물 사면부(RIM부)는 본체와 원지반이 접속하는 매우 중요한 접촉부(interface) 이다. 일반적으로 댐 구조물 사면부 지반보강을 위한 그라우팅 설계시 제한된 자료(시추공, 지질도 등)를 이용하여 계획하기 때문에 사면부 RIM 그라우팅 대상 원지반 특성을 정확하게 고려하여 설계하기는 매우 어려운 실정이다. 또한, 실제 차수성이 확보된 원지반에 설계시 계획된 그라우팅 물량을 천공 주입할 경우에는 차수성이 확보된 원지반이 교란되어 차수효과를 오히려 저해할 가능성도 있다. 이를 극복하기 위해서는 구조물 사면부(RIM) 그라우팅 수행 전에 지질여건을 우선적으로 고려하고 현장수리시험을 통하여 원지반에 대한 최적의 그라우팅을 실시여부를 결정하는 것이 기초처리 대상 지반의 차수성 확보에 매우 적합하다고 판단된다. 본 논문에 적용된 RIM부 그라우팅 판단여부를 결정하기 위하여 대상 구간의 사면구간 암반에 대하여, 파일럿 홀(Pilot hole) 수압시험 수행 분석결과 1 Lugeon 이하의 차수성을 나타내며, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m 이하의 주입결과를 나타낸다. 이때는 그라우팅을 실시하는 것이 오히려 역효과가 난다고 판단된다. 이 시험결과 수치는 사면 절취시 육안관찰과 지질도 작성결과를 이용하여 분석할 때 댐 설계 기준인 1 Lugeon 이하의 경우가 되어, 괴상(Massive)의 차수성이 어느 정도 확보된 암반으로 평가할 수 있다. 따라서 댐체 구조물 사면부에 RIM 그라우팅의 실시 결정기준은 암반상태에서 1 Lugeon 차수성이고, 시멘트 주입량 역시 1 kg/m을 기준으로 하여 RIM 그라우팅 실시여부를 결정하는 것이 바람직하다고 판단된다.