• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.45-52
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• 2014

차량의 양호한 주행성능 확보를 위한 터널공사의 증가와 더불어 터널시공 중 터널 붕락 및 과다변위 발생사례가 증가하고 있다. 터널공사의 특징이 지반의 강도특성을 최대한 이용하는 경험적인 시공방법이라는 측면에서 터널붕락 및 과다변위 발생사례에 대한 붕락 및 과다변위 발생 원인분석이 중요하다. 따라서 본 논문에서는 취약지반조건에서 대표적인 붕락 및 과다변위 발생사례의 붕락 원인에 대하여 분석하였다. 분석결과, 국지성 강우량의 증가, 시공 중 계측값의 지속적인 증가, 단층파쇄대가 지표면까지 연결되는 지반조건이 공통적으로 존재하는 경우 대규모 붕락 또는 과다변위가 발생한 것으로 분석되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권2호
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• pp.217-235
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• 2017

The stability prediction of shallow buried tunnels is one of the most difficult tasks in civil engineering. The aim of this work is to predict the state of collapse in shallow tunnel in layered soils by employing non-associated flow rule and nonlinear failure criterion within the framework of upper bound theorem. Particular emphasis is first given to consider the effects of dilation on the collapse mechanism of shallow tunnel. Furthermore, the seepage forces and surface settlement are considered to analyze the influence of different dilation coefficients on the collapse shape. Two different curve functions which describe two different soil layers are obtained by virtual work equations under the variational principle. The distinct characteristics of falling blocks up and down the water level are discussed in the present work. According to the numerical results, the potential collapse range decreases with the increase of the dilation coefficient. In layered soils, both of the single layer's dilation coefficient and two layers' dilation coefficients increase, the range of the potential collapse block reduces.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.323-330
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• 1999

Daylight collapse have been occurred by about 5.0m deep at ground surface and collapse of the crown head part of the tunnel have connected to the ground surface during first step of shotcrete work after blasting of upper half section of the tunnel driving at two-way double track tunnel face section on highway construction. This study is for a successful illustration case for the earth improvement method through applying such strengthening methods as cement milk grouting, S.G.R grouting,, steel pipe reinforced multi-step grouting etc. for the purpose of earth strengthening of loosened earth block occurred by tunnel collapse.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권6호
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• pp.867-877
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• 2016

Collapse shape of tunnel roof in layered Hoek-Brown rock media is investigated within the framework of upper bound theorem. The traditional collapse mechanism for homogeneous stratum is no longer suitable for the present analysis of roof stability, and it would be necessary to propose a curve failure mode to describe the velocity discontinuity surface in layered media. What is discussed in the paper is that the failure mechanism of tunnel roofs, consisting of two different functions, is proposed for layered rock media. Then it is employed to investigate the impending roof failure. Based on the nonlinear Hoek-Brown failure criterion, the collapse volume of roof blocks are derived with the upper bound theorem and variational principle. Numerical calculations and parametric analysis are carried out to illustrate the effects of different parameters on the shape of failure mechanism, which is of overriding significance to the stability analysis of tunnel roof in layered rock media.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.140-153
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• 2005

During the tunnel construction the major failure mode can be categorized as: tunnel failure just after the tunnel excavation without support, failure after application of shotcrete and finally failure after setting the concrete lining. The failure mode just after the tunnel excavation without support, can be further classified as : bench failure, crown failure, face failure, full face failure, failure due to weak strata and failure due to overburden. Moreover the failure after application of shotcrete is classified as heading face failure, settlement of shotcrete support, local failure of shotcrete lining and invert shotcrete. To find out the major causes of tunnel collapse, the investigation was done in case of the second phase of Seoul subway construction. The investigation results depicted that the major causes of tunnel collapse were due to the weak layer of rock/fault and sudden influx of ground water from the tunnel crown. While the investigation results of the mountain road tunnels construction have shown that the major causes of tunnel failure were inadequate analysis of tunnel face mapping results, intersection of faults and limestone cavities. In this paper some recent measurement in order to mitigate such tunnel collapse are presented

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.117-127
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• 2000

터널 시공과 굴착과정에서 파쇄대, 절리, 연약대, 균열 등 암반에서의 불연속면은 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 지반 고유의 특징인 불확실성에 의한 터널 설계와 시공 과정에서 겪는 많은 시행오차를 최소화하기 위해서 국내의 터널 붕락 현장의 지반조사 자료를 분석하여 터널 붕락 유형 및 규모를 제시할수 있는 Geo-predict 시스템을 개발하였다. Geo-predict 시스템은 총 104개 터널 붕괴/붕락자료(국외84개, 국내20개)를 분석한 자료를 테이터베이스로 인공신경망 학습을 토해서 터널 붕괴 형태와 규모를 추론하는 시스템이다. 본 논문에서는 Geo-predict의 개발과정 및 구성.기능을 소개하였으며 104개 터널 현장 자료를 지반조건별로 분석하고 이를 데이터베이스화하여 인공신경함을 이용한 추론 시스탬을 구축하고, 2개 고속전철 터널현장과 1개 지하철 시공현장에 적용성 평가를 실시하여, 터널의 붕락 가능 및 붕락 규모를 추론하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.785-791
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• 2023

TBM 터널 프로젝트 내 불확실성으로 인한 사고를 예방하기 위해 리스크 관리는 필수적이다. 특히, 터널 막장면부터 지표면까지의 광범위한 피해를 초래할 수 있는 TBM 터널 붕괴는 더욱 신중히 관리되어야 한다. 또한, 각 TBM 터널 프로젝트의 시간과 비용의 제약으로 인해, 합리적 수준의 대응조치 계획을 수립하기 위한 리스크 우선순위를 도출할 필요가 있다. 이에 따라, 본 연구는 TBM 사고 사례조사를 통해 TBM 리스크 데이터베이스를 구축하였고, 베이즈 정리를 활용하여 지질요인의 TBM 터널 붕괴 리스크 우선순위를 도출하였다. 총 87건의 TBM 사고사례를 기반으로 3가지 사건과 5가지 지질요인을 포함한 TBM 리스크 데이터베이스가 구축되었다. 이때, 자갈층 지반, 고수압 함수대는 관련 사례 수가 적어 통계적 편향을 방지하기 위해 제외되었다. 데이터베이스에 베이즈 정리를 적용한 결과, 단층대와 연약지반은 TBM 터널 붕괴의 발생확률을 상당히 증가시키나, 그 외 3가지 지질요인(복합지반, 높은 상재압력, 팽창성 지반)은 붕괴와 낮은 상관성을 보였다. 결과적으로, 지질요인의 TBM 터널 붕괴 리스크 우선순위는 다음과 같다: 1) 단층대, 2) 연약지반, 3) 복합지반, 4) 높은 상재압력, 5) 팽창성 지반.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권5호
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• pp.491-503
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• 2021

Shallow tunnels are vulnerable to earthquakes, and shallow ground is usually inhomogeneous. Based on the limit equilibrium method and variational principle, a solution for the seismic collapse mechanism of shallow tunnel in inhomogeneous ground is presented. And the finite difference method is employed to compare with the analytical solution. It shows that the analytical results are conservative when the horizontal and vertical stresses equal the static earth pressure and zero at vault section, respectively. The safety factor of shallow tunnel changes greatly during an earthquake. Hence, the cyclic loading characteristics should be considered to evaluate tunnel stability. And the curve sliding surface agrees with the numerical simulation and previous studies. To save time and ensure accuracy, the curve sliding surface with 2 undetermined constants is a good choice to analyze shallow tunnel stability. Parameter analysis demonstrates that the horizontal semiaxis, acceleration, ground cohesion and homogeneity affect tunnel stability greatly, and the horizontal semiaxis, vertical semiaxis, tunnel depth and ground homogeneity have obvious influence on tunnel sliding surface. It concludes that the most applicable approaches to enhance tunnel stability are reducing the horizontal semiaxis, strengthening cohesion and setting the tunnel into good ground.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.39-46
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• 2016

터널구조물의 안정성 최종평가는 굴착완료 후 현장계측을 수행하여 계측값의 수렴 여부를 통해 판단하는 것이 일반적 평가 기준이다. 본 연구에서는 굴착하는 터널 주변 지반조건이 불량하여 터널 안정성 확보를 위한 보강을 적용한 후 국부적으로 보강구간에서 추가적인 붕락 또는 과다변위가 발생한 터널현장시공 사례의 해석적 방법과 상관성을 분석하였다. 추가 붕락터널에서 붕락유형을 조사해 보면 대부분 천단부 붕락이 발생하고 붕락된 구간에 대한 지질적인 조건을 분석해보면 천단부에서 지표부 인근까지 연장되어 존재하는 단층파쇄대가 존재하는 경우와 상관성이 있는 것으로 분석되었다. 이와같이 단층파쇄대와 같은 지반조건이 터널 천단부에서 지표부 인근까지 연장성을 가지는 경우에는 기존 수치해석적 방법으로 예측한 거동보다 더 큰 거동을 하는 것으로 분석되었다.

• 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.