• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.499-509
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• 2016

최근들어 지하공간의 활용이 빈번해지면서 도심지 터널의 수요가 급증하고 있다. 토피가 얕고 연약한 지반에 시공되는 도심지 터널에서는 굴진면에서 다양한 형태의 굴진면 변위가 발생할 수 있으며 이로 인해 터널이 3차원 거동하여 종방향 하중전이의 영향이 클 수 있다. 굴진면에서는 분할 굴착, 토피, 지반의 불균질성 등에 의해 다양한 형태의 변위가 발생할 수 있고, 이에 따라 지반의 이완형태는 물론 주변지반으로 전이되는 하중의 분포 형태와 크기가 다양하게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널 굴진면의 변위거동을 등변위, 상부 큰 변위, 하부 큰 변위로 이상화하여 모형시험을 수행하였으며, 이를 분석하여 굴진면의 변위와 터널 상부 지반의 종방향 하중 전이를 집중적으로 연구하였다. 연구 결과 굴진면의 변위형태에 따라 굴진면에 작용하는 토압은 물론 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기와 분포형태가 다르게 나타났다. 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기는 굴진면 변위가 등변위 형태일때에 가장 크고 하부 큰 변위 형태일때와 상부 큰 변위 형태일때의 순서로 작아졌다. 또한 토피고가 낮아지면 터널 종방향 하중전이가 굴진면 근접부에 집중되어 발생되지만 토피고가 일정값 이상으로 커지면 하중전이 영역이 넓어지는 것으로 나타났다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 국제학술회의
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• pp.43-51
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• 2008

Currently an increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). For rational management of tunnels from planning to construction and maintenance stages, prediction, control and monitoring of displacements of and around the tunnel have to be performed with high accuracy. Computational method tools, such as finite element method, have been and are indispensable tool for tunnel engineers for many years. It is, however, a commonly acknowledged fact that determination of input parameters, especially material properties exhibiting nonlinear stress-strain relationship, is not an easy task even for an experienced engineer. Use and application of the acquired tunnel information is important for prediction accuracy and improvement of tunnel behavior on construction. Artificial Neural Network (ANN) model is a form of artificial intelligence that attempts to mimic behavior of human brain and nervous system. The main objective of this paper is to perform the deformation analysis in NATM tunnel by means of numerical simulation and artificial neural network (ANN) with field database. Developed ANN model can achieve a high level of prediction accuracy.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.113-122
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• 2013

최근 터널 갱구부와 저토피 구간에 대한 환경 친화적인 터널공법에 대한 관심이 증가하고 있다. 콘크리트 슬래브를 이용한 반개착식 터널공법을 적용한 연구 및 시공사례가 증가하고 있으나, 하중조합 및 아치콘크리트의 단면에 대한 별도의 적용 기준이 없다. 따라서 본 연구에서는 반개착식 공법에 대한 기준을 제시하기 위하여 지반조건과, 터널 상부 지층 두께, 되메움 두께, 상부지반 지표면의 경사 각도를 변화시키는 등의 다양한 조건들에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과들을 회귀분석법으로 분석하고, 유도된 회귀 분석식을 분류하고 정리하여 합리적이고, 경제적이며, 안전한 반개착식 터널 굴착 공법의 기준을 제안하고자 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.211-220
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• 2021

한국의 대심도 (>40m 깊이) 터널 공사 시에 터널 붕괴 사고가 종종 일어나고 있으며, 도심지 지하공간의 얕은 심도에 인공적으로 조성된 지반에는 자연 공동뿐만 아니라 상수도관, 하수도관, 전력구 및 지하철 건설로 인한 인위적인 공동들이 복잡하게 분포되어 있다. 대심도 터널 굴착을 위해서는 이러한 다공질의 특성을 보이는 다양한 지반의 특성 및 지질구조가 지반의 안전에 미치는 영향을 이해하여야 한다. 본 연구는 국내외 사례를 바탕으로 한국의 대심도 굴착에서 암반의 위험 산정을 위한 위험 인자를 분석하였다. 연구결과, 대심도 터널 굴착시 지반의 안정성에 영향을 주는 총 7개의 카테고리들과 총 38개의 인자들이 도출되었다. 가중치가 상대적으로 높은 인자들은 단층 및 단층점토, 차응력, 암종, 지하수 및 머드 유입, 암석의 일축압축강도, 터널 단면의 크기, 터널 상부 암반의 두께, 카르스트 및 계곡지형, 습곡, 석회암의 협재, 지하수위 변동, 터널 심도, 암맥, RQD, 절리 특성, 이방성, 암반파열(rockburst) 등으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권6호
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• pp.1125-1142
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• 2016

Tunneling is one of the challenging tasks in civil engineering because it involves a variety of decision making and engineering judgment based on knowledge and experience. One of the challenges is to construct tunnels in risky areas under shallow overburden. In order to prevent the collapse of ceilings and walls of a large tunnels, in such conditions, either a sequential excavation method (SEM) or ground reinforcing method, or a combination of both, can be utilized. This research deals with the numerical modeling of L-profiles and pipe fore-poling pre-support systems in the adit tunnel in northwestern Iran. The first part of the adit tunnel has been drilled in alluvial material with very weak geotechnical parameters. Despite applying an SEM in constructing this tunnel, analyzing the results of numerical modeling done using FLAC3D, as well as observations during drilling, indicate the tunnel instability. To improve operational safety and to prevent collapse, pre-support systems, including pipe fore-poling and L-profiles were designed and implemented. The results of the numerical modeling coupled with monitoring during operation, as well as the results of instrumentation, indicate the efficacy of both these methods in tunnel collapse prevention. Moreover, the results of modeling using FLAC3D and SECTION BUILDER suggest a double angle with equal legs ($2L100{\times}100{\times}10mm$) in both box profile and tee array as an alternative section to pipe fore-poling system while neither $L80{\times}80{\times}8mm$ nor $2L80{\times}80{\times}8mm$ can sustain the axial and shear stresses exerted on pipe fore-poling system.

• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.66-74
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• 2007

석회암 용식지역 상부에 위치한 주거지역에 대하여 지반침하 안정성을 분석하였다. 석회암지역에 분포한 공동을 조사하기 위하여 전기비저항 토모그래피, 전자탐사를 실시하였으며 지반특성을 규명하기 위하여 시추조사를 포함한 지반공학적인 조사를 실시하였다. 조사 결과를 바탕으로 공동의 형상과 지하수 조건에 대하여 지반침하 분석 및 예측을 위한 수치해석을 실시하였다. 지반침하를 일으키는 주요인은 지하수위의 하강으로 예측되었는데 이는 표토 하부의 지하수위가 감소함으로써 지반의 역학적 평형상태가 교란되고 공동이나 지표면의 침하가 발생해 표토 토양층이 유실되기 때문이다. 석회암 용식지역에서의 지반침하를 방지하기 위하여서는 천부 공동 상부의 지하수위를 지속적으로 유지시키는 것이 필수불가결한 것으로 보인다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.205-213
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• 2024

In the seismic evaluation of underground utility tunnels, selecting an analytical method is critical to estimating reasonable seismic responses. In simplified pseudo-static analysis methods widely applied to typical seismic design and evaluation of underground tunnels in practice, it is essential to check whether the methods provide valid results for cut-and-cover tunnels buried in shallow to medium depth. The differences between the two simplified pseudo-static methods are discussed in this study, and the analysis results are compared to those obtained from FLAC models. In addition to the analysis methods, seismic site classification, overburden soil depth, and sectional configuration are considered variables to examine their effects on the seismic response of underground utility tunnels. Based on the analysis results, the characteristics derived from the concepts and details of each simplified model are discussed. Also, general observations are made for the application of simplified analysis methods.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1278-1289
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• 2008

Currently in increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). Successful design, construction and maintenance of NATM tunnel in urban area demands prediction, control and monitoring of surface settlement, gradient and ground displacement with high accuracy. Use of measured displacement for parameter determination has been researched over the years, and one geotechnical engineering principle has been formed as back analysis. In this paper, back analysis of a ground deformational behavior involving nonlinear behavior is discussed. It is of primary importance to make reliable prediction of deformational behavior for shallow tunnels in soft ground. However, predictions made often prove to be incorrect due to complexity of constitutive law and other relevant factors. Back analysis therefore becomes more important, for it may be used to interpret measured displacement to derive nonlinear material characteristics. The paper shows some example in which a deformational mechanism is studied in the light of inhomogeneous distrubution of Young's module, from which a logic is derived to identify two different types of nonlinear constitutive relationships.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.123-134
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• 2013

도시지역에 주로 건설되는 지하차도는 기존의 터널과 달리 지표면에 근접한 지반에 시공되어 지하수의 양압력에 의한 구조물 부상 및 손상이 발생할 수 있다. 도심지 지하차도의 기존 설계방법(사하중 증가 또는 영구앵커 등의 부력 대처공법)은 지나치게 안전측인 보수적 설계를 수행하고 있어 시공기간 및 경제적 비용 증가를 초래한다. 최근 이를 보완하는 공법으로 영구배수공법 사용이 증가하고 있으나 대상 토질과 지하수 등을 고려한 적절한 분석과정 없이 선정되는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 최근 Y지역에 설치되는 영구배수공법의 일종인 유도배수공법을 대상으로 지반공학적 관점에서 합리적인 설계체계를 수립하기 위해 지하수위 변화, 지하차도 옹벽 높이, 기초지반 조건 등 다양한 매개변수에 대한 수치해석을 수행하였다. 본 연구 결과로부터 유도배수공법은 지하수에 의해 발생하는 양압력을 효과적으로 저감시킬 수 있음을 확인하였다.