• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권12호
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• pp.117-128
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• 2014

일반적으로 기존 터널이나 공동 등에 근접하여 터널을 시공하는 경우에 기존 공동과 터널간의 간섭이 발생하며 이로 인한 영향을 최소화하기 위하여 이격거리를 터널의 폭 이상으로 유지하도록 일부시방서 등에 권고안이 제시되어 있는 상태이다. 이와같이 공동이나 구조물 등에 근접한 터널은 지반 상태 및 공동의 크기, 보조공법 등을 고려하여 결정하여야 하며, 지반이 연약한 상태에서는 근접도에 따라 민감한 반응을 나타내고 변형량도 크게 나타나므로 지반조건을 고려한 터널계획이 이루어져야 한다. 설계단계에서 공동이 터널의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위해 현장측정, 수치해석, 모형시험 등의 방법이 고려될 수 있으며, 이 중에서 모형시험(Scaled model test)은 결과를 가시적으로 나타낼 수 있을 뿐 아니라, 수치해석과 비교를 통해 거동을 보다 상세하고 현실적으로 예측 가능하다는 장점이 있다. 본 연구에서는 공동에 인접하여 터널 굴착이 이루어지는 경우, 계획단계에서 실제 거동을 예측하기 위한 모형시험 방법과 시험 시 고려사항들에 대해 고찰하고 실제 시험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 제안된 기법의 적정성을 평가하였다. 또한 터널 굴착 시 터널 주변에 분포하는 공동의 이격거리에 따른 영향이 적절히 반영되는지 여부를 파악하기 위해 공동과 터널간 이격거리를 0.25D, 0.50D, 1.00D, Network 상태 분포 시로 가정한 일련의 모형시험을 수행하였으며, 공동이 없는 조건과 비교하여 제안된 방법의 적정성을 확인하였다. 추가적으로 축소모형시험 결과의 타당성 검증을 위한 목적으로 시험조건을 반영한 수치해석을 수행하였으며, 수치해석 결과와 모형시험 결과의 비교 검증을 수행하였다. 모형시험 및 수치해석 결과 이격거리 1.0D는 공동과 터널이 독립적인 거동을 보이는 한계거리로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제16권4호
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• pp.313-325
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• 2006

본 연구에서는 이방성 암반의 방향성 및 측압조건이 터널 변형거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 서로 다른 15가지 이방성 터널 모형에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 모래 석고 물의 중량비를 달리한 모형재료에 대한 물성 실험을 통하여 모형재료의 특성을 연구하였다. 대부분의 이방성 터널 모형은 응력이 집중되는 곳에서 전단파괴 현상을 보였으며 절리면을 따라 미끄러짐이 발생하여 절리면의 경사 방향이 터널 변형거동에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 절리 경사가 $30^{\circ}$보다 작은 모형에서는 반팽창현상이 두드러지게 나타났으며 절리경사가 $50^{\circ}$인 모형은 측압조건에 관계없이 수직 및 수평 내공변위가 가장 작게 나타나 실험된 모형중에서 가장 안정적인 모형으로 판단된다. 또한 모형터널의 파괴 및 변형양상은 측압계수 조건에 따라 매우 상이하게 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.775-781
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• 2018

Shake table tests were conducted on scaled tunnel model to investigate the mechanism and effect of seismic loadings on horseshoe scaled tunnel model in ground fissure site. Key technical details of the experimental test were set up, including similarity relations, boundary conditions, sensor layout, modelling methods were presented. Synthetic waves and El Centro waves were adopted as the input earthquake waves. Results measured from hanging wall and foot wall were compared and analyzed. It is found that the seismic loadings increased the subsidence of hanging wall and lead to the appearance and propagation of cracks. The values of acceleration, earth pressure and strain were greater in the hanging wall than those in the foot wall. The tunnel exhibited the greatest earth pressure on right and left arches, however, the earth pressure on the crown of arch is the second largest and the inverted arch has the least earth pressure in the same tunnel section. Therefore, the effect of the hanging wall on the seismic performance of metro tunnel in earth fissure ground should be considered in the seismic design.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권1호
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• pp.71-81
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• 2024

This study analyzes the pull-out behavior of tunnel-type anchorage under various joint conditions, including joint direction, spacing, and position, using a finite element analysis. The validity of the numerical model was evaluated by comparing the results with a small-scaled model test, and the results of the numerical analysis and the small-scaled model test agree very well. The parametric study evaluated the quantitative effects of each influencing factor, such as joint direction, spacing, and position, on the behavior of tunnel-type anchorage using pull-out resistance-displacement curves. The study found that joint direction had a significant effect on the behavior of tunnel-type anchorage, and the pull-out resistance decreased as the displacement level increased from 0.002L to 0.006L (L: anchorage length). It was confirmed that the reduction in pull-out resistance increased as the number of joints in contact with the anchorage body increased and the spacing between the joints decreased. The pull-out behavior of tunnel-type anchorage was thus shown to be significantly influenced by the position and spacing of the rock joints. In addition, it is found that the number of joints through which the anchorage passes, the wider the area where the plastic point occurs, which leads to a decrease in the resistance of the anchorage.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.205-213
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• 2012

본 연구에서는 $30^{\circ}$ 경사진 층리면을 가진 이방성 암반내 위치한 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 터널 단면의 형상이 서로 다른 다섯 가지 모형에 대해 측압계수 2의 하중조건으로 축소모형실험을 실시하였다. 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였으며, 이 조건들이 터널의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 필라에서는 층리면을 따른 전단파괴가 발생하였으며 낮은 압력수준에서 균열이 발생하여 터널의 안정성은 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 사심아치형, 원형, 반원아치형 터널 모형들에 대한 실험에서 반원아치형 터널이 가장 작은 균열개시압력을 보여 터널 안정성이 가장 작게 나타났으며, 원형 터널의 안정성이 가장 크게 나타났다. 또한, 사심아치형 터널의 변형거동은 원형 터널과 반원아치형 터널의 중간적인 형태를 나타내었으며 터널 안정성도 중간정도에 해당하였다. FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1343-1349
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• 2010

This paper presents the behavior of the soil based on the Gap Parameter during the Shield TBM tunnel excavation in sandy soil. This study reproduced the tunnel before and after the excavation according to the diameter of the tunnel, water ratio and depth to execute a Scaled Model Test and analyzed the behavior change of the upper soil. As a result, tunneling after for soil stress decreased was similar in all the Case. In addition, the soil stress decreased was in water ratio increases.

• 터널과지하공간
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• 제16권1호
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• pp.85-94
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• 2006

본 연구에서는 장대 터널 화재시 발생되는 역기류를 제압하는 최적의 임계속도를 결정하기 위하여 제연설비를 가동시키는데 소요되는 시간, 피난자들의 대피시간 등에 대한 연구 자료들을 취합, 분석하였고, 이를 토대로 화재 시나리오를 설정하여 축소 모형실험을 실시하였다. 비상 환기시스템 가동시점을 분석한 결과, 화재 발생후 약 240초(약 4분)후 비상 환기시스템이 가동하게 되며, 제연팬 가동 후 4분 이내에 역기류를 제어할 수 있는 임계속도를 확보하는 것이 실제 터널에 적합한 시간 시나리오였다. 화재지점 주변의 역기류 분포를 분석하기위해 Froude 상사이론에 기초한 아크릴 재질의 축소비 1/50의 모형(직경 : 0.2m, 연장 : 20 m)을 제작하였고, Tetzner 식의 보정계수$(\beta)$를 변화시키며 화재지점 주변의 CO농도를 측정한 결과, 보정계수가 0.5인 경우에 피난허용시간 기준에 적합한 제연효과를 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.442-456
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• 2018

본 연구에서는 터널의 축소모형실험을 통해 이방성 암반에 설치되는 록볼트의 보강효과를 검토하였다. 이를 위해 터널규격, 암석강도, 이방성 경사, 측압계수를 달리한 두 가지 터널사례를 실험하였다. 구슬달린 자수용 시침핀을 사용하여 전면접착식 D25 이형봉강 록볼트를 모델링하였고 이들을 모형터널의 천반과 측벽에 체계적으로 설치하였다. 첫 번째 사례에서, 무지보 모형은 터널 천정부에서 초기균열이 발생하였지만 록볼트 설치 모형은 록볼트가 설치되지 않은 영역인 터널 바닥부에서 초기균열이 발생하였다. 또한, 록볼트 설치 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력과 최대압력이 각각 11%, 7% 더 컸고, 이방성 암반의 불연속면이 터널의 파괴거동에 미치는 영향은 작아져서 록볼트의 보강효과를 실험적으로 검증할 수 있었다. 지보패턴을 달리 적용한 두 번째 사례에서는, 록볼트의 길이와 수량이 큰 모형일수록 균열개시압력이 크고 하중에 따른 터널면적 축소비율은 작게 나타나, 록볼트의 길이와 수량을 증가시킬수록 록볼트의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제36권6호
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• pp.367-377
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• 2023

This study proposes a few-shot learning model for extrapolating the wind pressure of scaled experiments to full-scale measurements. The proposed ML model can use scaled experimental data and a few full-scale tests to accurately predict the remaining full-scale data points (for new specimens). This model focuses on extrapolating the prediction to different scales while existing approaches are not capable of accurately extrapolating from scaled data to full-scale data in the wind engineering domain. Also, the scaling issue observed in wind tunnel tests can be partially resolved via the proposed approach. The proposed model obtained a low mean-squared error and a high coefficient of determination for the mean and standard deviation wind pressure coefficients of the full-scale dataset. A parametric study is carried out to investigate the influence of the number of selected shots. This technique is the first of its kind as it is the first time an ML model has been used in the wind engineering field to deal with extrapolation in wind performance prediction. With the advantages of the few-shot learning model, physical wind tunnel experiments can be reduced to a great extent. The few-shot learning model yields a robust, efficient, and accurate alternative to extrapolating the prediction performance of structures from various model scales to full-scale.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.231-246
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• 2012

최근 터널 건설은 종종 연약대층을 인접하여 계획하게 된다. 이러한 경우 터널 굴착은 안정화되어 있던 지반을 이완시키고 따라서 터널의 안정성에 문제를 일으킬 수 있다. 안정성에 문제를 일으킬 수 있는 주요 영향인자들을 보면 연약대층이 지표면과 이루는 각도, 연약대층과 터널의 이격거리 등을 들 수 있다. 본 연구에서는 연약대층을 인접하여 건설되는 터널의 굴착과정에서 발생하는 변위량과 균열발생 양상을 조사함으로써, 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리가 터널의 역학적 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 연약대층이 지표면과 이루는 각도 및 연약대층과 터널의 이격거리를 변화시켜 가면서 균질한 재료를 가지고 실내 축소 모형실험을 수행하고 이를 분석하였다. 실험결과, 연약대층이 지표면과 이루는 각도가 수평에서 수직으로 변화함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 증가하였다. 연약대층과 터널의 이격거리가 증가함에 따라 터널 주변의 변위 발생량이 감소하였고, 특정 이격거리 이상에서 안정화되었다. 이러한 발견들은 기존의 연구결과들을 정량적으로 검증하고 확장하는 것이라 판단된다. 최종적으로 연약대층이 지표면과 이루는 각도 변화에 따른 연약대층과 터널의 적정 이격거리를 정의하였다. 이러한 기초적인 연구는 연약대층을 인접하여 신설되는 터널 설계에 보다 합리적인 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.