• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.825-835
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• 2019

터널 설계 시 조사를 통하여 지반을 여러 개의 등급으로 분류한 후 지보패턴표에 따라 해당 지보시스템을 적용하게 된다. 그러나 암반 등급을 기준으로 한 단순한 패턴 적용방식은 암반 등급 경계부에서 발생하는 종방향 응력 전이를 고려하지 못한다. 본 연구는 NATM 터널의 종방향 암반 등급 변화부에서 응력 변화를 추정하기 위한 3차원 수치해석을 실시하였으며 Influence Line (영향선) 및 Trend Line (경향선)을 이용하여 하중전이 영향권을 파악하고자 하였다. 연구 결과 터널 굴착방향으로 암반 등급이 하향 변화하면 등급변화 경계를 중심으로 강성이 약한 암반에서 강성이 큰 암반 방향으로 0.35~0.7D 범위에서 응력 전이가 발생하며 이를 고려하여 암반 등급의 종방향 하향 변화부에서는 연구결과의 0.35~0.7D 영향권을 감안하여 안전측으로 1.0D 정도의 하향패턴을 추가 적용하는 것이 필요하다.

• 터널과지하공간
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• 제6권4호
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• pp.335-341
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• 1996

This fundamental study analyzes the relationship between rock thermal properties and psychrometric properties in underground space and has a ultimate goal to develope technologies for predicting major environmental variables. The study is divided into 2 subjects (1) developement of a basic model for predicting temperature and humidity, (2) analysis of the validity of the model through application to a local underground storage space for military supplies. The basic model is built for the network of tunnel-shaped underground spaces. The model takes into account rock thermal properties and changes in moisture content in the air due to condensation/evaporation on the rock surface. Using lumped-parameter analytical method, heat flux from or to the surrounding rock is calculated and then the psychrometric properties(air quantity, pressure, temperature, humidity) are estimated through network simulation. The model can be utilized regardless of the tunnel type. The study site is a local storage space built in rock, mainly granite gneiss and quartz-porphyry. It is a U-shaped tunnel, 593.5m long and 6x6.5m wide. Relative humidity inside has to be strictly controlled under 55% to avoid erosion of a certain types of supplies stored in 6 chambers with the capacity of 300~1.000 ton. The thermal conductivity varies between 2.734 and 2.779W/m$^{\circ}C$ and the thermal diffusivity is in the range of 1.119 and $1.152{\times}10^{-6}\;m^2/s$ the specific heat between 910 and $920\;J/kg^{\circ}C$. Relative errors of the predicted values of dry/wet temperature and relative humidity are 0.8~3.0%, 0~7.5% and 0~7.0%, respectively. Apparent errors associated with the rock surface temperature seems to be partly due to the intrinsic limitations in the infrared thermometer used in this study.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.403-409
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• 2000

터널공학에 있어서 지보시스템에 가해지는 최종 하중을 제어하기 위한 지보의 거동에 관한 많은 연구가 실시되었다. 기술적으로 타당한 설계와 안전율이 확보된 경제적인 시공을 위해서는 해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 또한 굴착과 보강의 일련의 시공과정에 대한 역학적인 이해가 필요하며 암반-지보 반응거동에 대한 규명이 이루어져야 한다. 암반과 지보의 거동에 관한 대부분의 연구는 단순화한 가정에 의한 이론적 해석이 주를 이루고 있다. 또한 터널 주위의 암반 조건에 따른 명확한 기준이 없어 터널 설계 시 어려움이 많다 본 연구에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 암반조건에 따른 해석을 실시하여 암반-지보 반응곡선을 구하였다. 실제 시공과 유사한 조건을 부여하기 위해 암반등급과 측압계수를 달리하여 해석을 실시하였다. 그 결과 암반조건에 다른 암반-지보 반응곡선의 nomogram을 도출하였으며, 이는 설계 초기에 지보압 및 터널의 허용변위에 대한 효율적인 예측을 실시하는데 있어 유용할 것이다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권2호
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• pp.131-143
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• 2024

Shield tunneling construction commonly crosses underground pipelines in urban areas, resulting in soil loss and followed deformation of grounds and pipelines nearby, which may threaten the safe operation of shield tunneling. This paper investigated the pipeline deformation caused by double curved shield tunnels in soil-rock composite stratum in Nanjing, China. The stratum settlement equation was modified to consider the double shield tunneling. Moreover, a three dimensional finite element model was established to explore the effects of hard-layer ratio, tunnel curvature radius, pipeline buried depth and other influencing factors. The results indicate the subsequent shield tunnel would cause secondary disturbance to the soil around the preceding tunnel, resulting in increased pipeline and ground surface settlement above the preceding tunnel. The settlement and stress of the pipeline increased gradually as buried depth of the pipeline increased or the hard-layer ratio (the ratio of hard-rock layer thickness to shield tunnel diameter within the range of the tunnel face) decreased. The modified settlement calculation equation was consistent with the measured data, which can be applied to the settlement calculation of ground surface and pipeline settlement. The modified coefficients a and b ranged from 0.45 to 0.95 and 0.90 to 1.25, respectively. Moreover, the hard-layer ratio had the most significant influence on the pipeline settlement, but the tunnel curvature radius and the included angle between pipeline and tunnel axis played a dominant role in the scope of the pipeline settlement deformation.

• 터널과지하공간
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• 제4권2호
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• pp.102-118
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• 1994

Thermomechanical analysis is conducted on the radioactive repository in deep rock mass considering the in-situ stress, excavation and thermal loading of a radioactive waste. Thermomechanical properties of a discontinuous rock mass are estimated by a theoretical method so called sequential analysis. Using the estimated properties as input for finite element analysis, the influence on temperature distribution and thermal stress is analyzed within the scope of 2-dimensional steady state and transient heat transfer and coupled thermal elastic plastic behaviour. Granitic rock mass is taken for this analysis. The analysis is done for two different rock mass conditions, i.e. continuous-homogeneous and highly jointed conditions, for the purpose of comparison. In the case of steady state, the extent of disturbed zone around the storage tunnel due to the heat production of the spent-fuel canister varies depending on the thermomechanical properties of the rock mass. In the case of transient analyses, the response of the jointed rock mass to the thermal loading after radioactive waste disposal varies significantly with time, resulting in dramatic changes in the both size and location of disturbed zone.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.381-390
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• 2004

본 연구에서는 터널간 이격거리, 지반종류, 하중조건 등이 서로 다른 11가지 쌍굴터널 모형에 대한 축소모형실험을 통하여 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였다. 이를 위해 모래, 석고, 물의 중량비를 달리한 모형재료에 대한 물성 실험을 통해 모형재료의 특성을 연구하였다. 쌍굴터널 사이의 이격거리가 좁은 모형일수록 낮은 압력 수준에서 균열이 개시되었고 필러의 spatting현상도 잘 발달하였으며 터널의 내공변형량도 증가하였다. 경암모형은 연암 모형에 비해 평균 50% 이상 큰 하중에서 균열이 개시되었고 동일 하중하에서 내공변형량도 2배정도 작게 나타났다. 모형터널의 파괴 및 변형양상은 측압 하중조건에 따라 매우 상이하게 나타났으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.378-386
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• 2000

본 논문은 통계적 기법에 의한 균열망 해석 프로그램 (NAPSAC)을 사용하여 암반의 수리특성을 평가하기 위해 시도되었다. 암반내 존재하는 절리의 방향성을 고려한 투수계수를 산정하기 위해 마북리 시험터널 주위의 시추자료와 막장 자료로부터 얻어진 균열에 대한 정보로부터 대상지역의 등가 투수계수를 추정하였다. 대상지역의 관찰자료 (균열망에 대한 자료, 수리지질학적 자료 )로부터 통계적 균열망 해석을 위한 입력자료를 결정하여 해석모델의 신뢰성을 확보하였다. 구현된 모델로부터 모델의 크기를 증가함에 따라서 이방성 투수계수 및 투수계수의 변화를 계산하였다. 해석결과 대상지역의 투수성은 균열군의 방향성에 의해 강한 이방성을 보였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권6호
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• pp.639-652
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• 2012

A three-dimensional discrete fracture network model was developed in order to simulate the hydraulic characteristics of a granitic rock mass at Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) Underground Research Tunnel (KURT). The model used a three-dimensional discrete fracture network (DFN), assuming a correlation between the length and aperture of the fractures, and a trapezoid flow path in the fractures. These assumptions that previous studies have not considered could make the developed model more practical and reasonable. The geologic and hydraulic data of the fractures were obtained in the rock mass at the KURT. Then, these data were applied to the developed fracture discrete network model. The model was applied in estimating the representative elementary volume (REV), the equivalent hydraulic conductivity tensors, and the amount of groundwater inflow into the tunnel. The developed discrete fracture network model can determine the REV size for the rock mass with respect to the hydraulic behavior and estimate the groundwater flow into the tunnel at the KURT. Therefore, the assumptions that the fracture length is correlated to the fracture aperture and the flow in a fracture occurs in a trapezoid shape appear to be effective in the DFN analysis used to estimate the hydraulic behavior of the fractured rock mass.

• 터널과지하공간
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• 제12권2호
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• pp.99-106
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• 2002

터널의 초기 변형결과를 역해석에 적용하기 위하여 초기 값들과 최종변위의 상관관계를 연구하였다. Panet의 지수함수와 분수함수는 경암 터널의 내공변위 예측에 잘 맞았다. ID 지점의 초기 계측변위는 선형적으로 적합시 킬 수 있으나 계측 전 변형의 추정식으로는 부적합하였다. 초기 계측 결과들과 최종 변형결과는 선형적인 비례관계를 보였으며 이로써 초기 계측결과로부터 추정한 최종변형치를 이용한 역해석이 가능함을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권3호
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• pp.131-144
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• 2010

근접병설터널은 충분한 이격거리를 확보한 병설터널의 거동특성과는 구별되는 거동특성을 보이므로 이에 대한 체계적인 안정성 평가방법을 대단면 근접병설터널 설계사례를 중심으로 고찰하였다. 또한 대단면 근접병설의 경우 필러부의 안정성을 확보하는 것이 본 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 본 검토에서는 대단면 근접병설터널 시공경험을 바탕으로 이격거리, 지반조건 및 굴착순서에 따른 필러부의 역학적 거동특성을 해석적으로 검토하여 대단면 근접병설터널 계획시 합리적인 터널설계 시공이 이루어질수 있도록 도움이 되고자 하였다.