• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.30-35
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• 2001

본 연구에서는 전단면굴착에 가까운 작업 사이클(cycle)로 굴진을 하면서 분할효과를 거두기 위해 적절한 벤치길이를 결정하는 것이 중요한 요소로 판단하여 전단면, 미니벤치, 숏벤치로 풍화암 구간에 굴착한 터널을 모델링하여 이에 대해 3차원 탄소성해석을 수행하였다. 그리고 터널내 암반과 지보재의 거동에 영향을 미치는 주요 요소로 무지보 굴착구간의 길이, 측압계수, 숏크리트 두께 등의 설계변수를 변화시켜가며 암반의 변형거동을 분석하였다. 해석결과 내공변위는 숏벤치보다 미니벤치일때 벤치길이에 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며 무지보길이가 길 때 하반굴착이 상반변위에 미치는 영향이 더 크게 나타나며 상반과하반측벽에서의 변위타이가증가하였다 K값의 증가에 따라 천정, 바닥보다 상하반 측벽부에서 변위와 선행변위비의 증가가 훨씬 크게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.181-190
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• 2003

수렴-제한법은 수학적 모델 및 지반응답곡선을 통하여 터널안정조건을 평가하는 방법이다. 본 연구에서는 수치적 모델에 의하여 수렴-제한법을 검토하였다. 이 방법은 수학적 모델을 위한 기본가정이 필요 없고, 일반 형태의 터널에 적용할 수 있다. 본 연구결과에 따르면 2차원 수치해석에서 사용되는 숏크리트 강성변화 및 하중분담율은 중요한 요소가 아니며, 지반응답곡선과 지보반응곡선은 상호의존적인 것으로 나타났다. 터널구조는 지반과 지보의 상호작용에 의하여 분석되어야 한다. 그러므로 합리적인 터널설계를 위해서 터널의 안정성은 지반응답곡선에 의한 정성적 판단과 수치해석에 의한 정량적 검토가 필요하다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.55-61
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• 2009

국토의 70%가 산지인 우리나라는 최근들어 도로터널 건설이 급증하고 있다. 본 논문에서 최근 풍화파쇄대 구간에서 흔히 붕락되는 터널 붕락 유형을 분석하였다. 터널붕락 유형을 분석한 결과, 과거와는 붕락 유형이 다른 양상을 보이고 있는것을 분석되었다. 과거의 터널 붕락 유형은 저토피고 구간 계곡부에서 강우 직후, 터널굴착 주변 지반의 전단강도 감소로 인하여 국부적인 붕락이 발생하였으나 최근의 붕락 유형을 조사해 보면 대심도 구간에서 또는 굴착후 1차 지보재를 설치한후, 붕락이 발생하고 있다. 또한 지반조건이 전반적으로 매우 연약하여 적절한 지보가 설치되지 못하여, 막장 후방에 위치한 숏크리트에 과다한 균열 발생, 또는 국부적인 붕락이 발생하고 있는 경우가 종종 발생하고 있다. 본 논문에서는 최근에 발생되었던 터널 붕락 사례 분석을 통하여 붕락원인과 보강공법에 대하여 조사분석을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.27-34
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• 2020

터널시공 현장에서는 콘크리트와 숏크리트 및 각종 그라우팅 공법의 사용으로 다량의 알칼리성 폐수가 발생되고 있으며 하천오염을 방지하기 위해 중성화 처리를 해서 방류해야 한다. 현재는 이를 황산과 같은 강산으로 중화 처리하고 있으나 취급상의 위험이 내재 되어있다. 그 대안으로 이산화탄소(CO₂) 사용이 부각되었고 다양한 실내실험 연구가 진행되어 그 가능성이 입증되고 있다. 하지만 아직 CO₂의 현장 적용연구가 절대 부족하고 특히 건설현장에서는 실내 실험 결과와는 다른 특성을 보이고 있기 때문에 현장 적용이 어려운 실정이다. 이에 본 연구에서는 현장 실험을 통하여 실제 현장 적용 가능성을 검증하고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.221-228
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• 2002

Thickness of concrete lining, voids at the back of lining or shotcrete are very important elements for inspecting the safety of tunnels. Therefore, the inspection of tunnel lining structure means to investigate the inner layer boundaries of the structure. For this purpose, seismic reflection survey is the most desirable method if it works in good conditions. However, the conventional seismic reflection method can not be properly used for investigating thin layers in the lining structure. In other words, to detect the inner boundaries, it is desirable for the wavelength of source to be less than the thickness of each layer and for the receiver to be capable of detecting high frequency(ultrasonic) signals. To this end, new appropriate source and receiver devices should be developed above all for the ultrasonic reflection survey. This paper deals primarily with the development of source and receiver devices which are essential parts of field measuring system. Interests are above all centered in both the radiation pattern, energy, frequency content of the source and the directional sensitivity of the receiver. With these newly devised ones, ultrasonic physical modeling has been performed on 3-D physical model composed of bakelite, water-proof and concrete, The measured seismograms showed a clear separation of wave arrivals reflected from each layer boundary. Furthermore, it is noteworthy that reflection events from the bottom of concrete below water-proof could be also observed. This result demonstrates the usefulness of the both devices that can be applied to benefit the ultrasonic reflection survey. Future research is being focus on dealing with at first an optimal configuration of source and receiver devices well coupled to tunnel wall, and further an efficient data control system of practical use.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.267-278
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• 2003

인공신경망은 복잡한 문제를 해결하는데 있어 여러 분야에서 널리 활용되고 있는 매우 효과적인 기법으로 알려져 있다. 본 연구에서는 터널거동을 효과적으로 예측하기 위해 이러한 인공신경망 기법을 이용한 터널거동 예측시스템 (TBPS)을 개발하였다. 본 시스템 개발을 위해 시공이 완료된 31개 현장 193 개소 지점으로부터 얻은 터널 계측자료 (즉, 천단침하, 내공변위, 록볼트 축력, 숏크리트 압축 및 전단응력, 내진시 라이닝의 응력 등)를 D/B화하여 이용하였다. 또한 개발된 TBPS의 학습을 위해 가장 효과적이라 알려진 역전파 알고리즘을 사용하여 이들 자료의 학습을 실시하였다. 이러한 과정을 통해 개발된 TBPS를 이용하여 예측한 터널 거동 값과 현장계측 값, 수치해석에 의한 결과 값의 상호 비교 분석을 실시하였다. 비교분석 결과, TBPS에 의한 거동예측결과 값의 변화는 실무에 적용 가능한 범주에 있는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 개발된 TBPS는 터널의 타당성검토나 기본 및 실시설계 등에 적용하여 효율적으로 필요한 정보를 신속하게 얻을 수 있는데 사용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.321-331
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• 1998

기술적으로 타당성이 있는 설계와 안전하고 경제적인 시공을 달성하기 위하여 필요한 터널해석의신빙성 확보는 굴착 및 보강작업으로 이루어진 일련의 시공과정을 역학적으로 파악해야 하고 암반과 지보재의 반응 거동에 대한 이해가 선행되어야 한다. 따라서 터널의 굴착으로 야기되는 암반거동과 지보재의 반응거동에 관한 연구를 위해 이론해와 유한요소 프로그램을 사용하였다. 암반-지보 반응거동의분석 결과 숏크리트의 물성에 대한 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다. 단계별 굴착단계를 모사한 3차원 유한요소 해석을 통하여 지반 물성치와 무지보 굴착길이 그리고 측압계수가 하중분담율에 미치는 영향분석을 통하여 하중분담율을 결정할 수 있었다. 이러한 인자들의 경향을 파악함으로써 실제 터널 해석에 적용할 수 있을것이라 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.212-219
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• 2016

뿜칠 방수 멤브레인은 숏크리트 사이에 시공되어 라이닝 크랙을 통한 누수를 방지하는 목적으로 최근 유럽 국가를 중심으로 시공 사례가 늘어가고 있다. 뿜칠 방수 멤브레인은 방수 시트에 비해 복잡한 단면에도 시공이 용이하기 때문에 이용 사례가 늘어갈 것으로 전망된다. 뿜칠 방수 멤브레인은 폴리머로 구성된 재료로서 투수성이 매우 낮지만 수분의 이동에 의해 포화가 되고 이로인해 콘크리트 재료에 간극수압이나 동결 문제를 일으킬 수 있는 우려가 있다. 본 연구에서는 뿜칠 방수 멤브레인의 수분이동과 계절변화를 고려하여 숏크리트 라이닝의 열-습도 전달 장기 해석을 수행하였다. 해석을 통해 뿜칠 방수 멤브레인의 수분 흡수 작용과 수분 이동으로 인한 상대습도 변화를 고찰할 수 있었으며 이로 인한 장기적 변화를 모사할 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제24권5호
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• pp.459-468
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• 2019

The stability and safety of concrete plug structure of diversion tunnel is crucial for the impoundment of upstream reservoir in hydropower projects. The ongoing Wudongde hydropower plant in China plans to adopt straight column plugs and curved column plugs to replace the traditional expanded wedge-shaped plugs. The performance of the proposed new plug structures under high water head is then a critical issue and attracts the attentions of engineers. This paper firstly studied the joint bearing mechanism of plug and surrounding rock mass and found that the quality and mechanical properties of the interfaces among plug concrete, shotcrete, and surrounding rock mass play a key role in the performance of plug structures. By performing geophysical and mechanical experiments, the contact state and the mechanical parameters of the interfaces were analyzed in detail and provide numerical analysis with rational input parameters. The safety evaluation is carried out through numerical calculation of plug stability under both construction and operation period. The results indicate that the allowable water head acting on columnar plugs is 3.1 to 7.4 times of the designed water head. So the stability of the new plug structure meets the design code requirement. Based on above findings, it is concluded that for the studied project, it is feasible to adopt columnar plugs to replace the traditional expanded wedge-shaped plugs. It is hoped that this study can provide reference for other projects with similar engineering background and problems.