• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.731-742
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• 2018

최근 도심지에서 기존터널 상부에 구조물을 신설하는 경우가 증가하고 있다. 특히 지반굴착 후 구조물이 시공되는 경우 굴착 저면 하부 지반 내에서는 하중 제하, 재하 과정이 반복되므로 기존 터널에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지반굴착으로 인한 기존 터널의 안정을 유지하기 위해서는 인접부에서의 굴착 및 구조물 하중에 의한 영향을 정확히 파악하여야 한다. 본 연구에서는 기존터널 상부지반 굴착 및 신설 구조물로 인한 하중이 기존터널에 미치는 영향을 대형 모형시험과 수치해석으로 통하여 파악하였다. 이를 위해 실제 크기의 1/5로 축소한 모형시험과 수치해석을 수행하여 굴착저면과 터널 천단 간의 거리를 일정하게 유지하고 지반굴착, 구조물 하중의 폭을 변화하여 그에 따른 영향을 파악하였다. 연구 결과, 동일 하중 크기에 대하여 굴착 깊이가 깊어져 굴착 저면과 기존터널이 가까울수록 더 큰 영향이 작용하는 것을 확인하였다. 동일 이격 거리에서 기존터널에 영향은 건물하중 폭 증가에 따라 터널 내공변위가 증가하는 것을 확인하였고, 지중응력은 최대 2.4배까지 증가하는 것을 확인하였다. 이로부터 건물하중 폭이 증가하면 지중응력의 증가 영향으로 기존 터널에 영향을 주는 것을 확인하였고, 기존터널을 중심으로 신규하중의 재하 폭이 터널직경의 3배 이상으로 이격되면 지중응력의 영향이 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.327-333
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• 2003

터널 및 지하공동 설계에 이용된 23개 지역의 578개의 시추공발파 진동 data와 시공 중인 일반터널의 4개 지역으로부터 221개 진동 data를 이용, 시추공발파의 진동전달 특성을 분석하였다. 시추공발파와 일반터널발파의 진동속도 감쇠 경향을 비교 분석한 결과 시추공발파의 입지상수들이 크게 나타났다. 환산거리가 클 때 최대 허용장약량은 시추공발파의 식으로 계산한 것이 더 적었다. 주진동수에 대한 주파수 분석결과 시추공발파는 30∼60Hz, 일반터널발파는 60∼90Hz로 나타났다. 이러한 결과로부터 시추공발파 자료를 터널발파 설계에 직접 사용하는데 다소의 문제가 있는 것으로 판단되며 보다 정확한 설계를 위하여 통계적 처리가 불가피할 것으로 보인다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권10호
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• pp.2686-2697
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• 1994

When a railway train enters a tunnel at high speed, a compression wave is formed in front of the train and propagates along the tunnel. The compression wave subsequently emerges from the exit of the tunnel, which causes an impulsive noise. In order to estimate the magnitudes of the noises and to effectively minimize them, the characteristics of the compression wave propagating in a tunnel must be understood. In the present paper, the experimental and analytical investigations on the attenuation and distortion of the propagating compression waves were carried out using a model tunnel. This facility is a kind of open-ended shock tube with a fast-opening gate valve instead of a general diaphragm. One-dimensional flow model employed in the present study could appropriately predict the strength of the compression wave, Mach number and flow velocity induced by the compression wave. The experimental results show that the strength of a compression wave decreases with the distance from the tunnel entrance. The decreasing rate of the wave strength and pressure gradient in the wave is strongly dependent on the strength of the initial compression wave at the tunnel entrance.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.20-29
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• 2001

터널 굴착으로 인한 천반의 최종 변위는 내공변위 곡선을 시간과 거리에 따른 임의의 함수로 표현하여 예측할수 있다. 본 연구에서는 도심지 주변의 천층 광폭터널에서의 변위 예측식의 적합성을 검토하였다. 연구 대상 터널은 도심과 무등산 공원의 경계에 위치하여 터널 상부의 토피고가 낮고 폭이 넓은 터널이다. 연구 결과, 토피고가 낮은 갱구부에서 풍화암 지반이 강관다단 그라우팅 및 forepoling 보강에 의해 탄소성지반이 아닌 탄성지반에 준하는 특성을 나타내는 풍화암 내지 연암층으로 된 연구대상 터널의 경우 지수함수식이 더 적합한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.201-210
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• 2019

최근 국내외 도심지역의 교통정체 완화와 공간의 효율성 증대를 위해 대도시내 도로의 지하화 시행빈도가 증가하고 있다. 도시부 터널은 극심한 정체상황 중 화재가 발생할 경우 대형 참사를 유발할 가능성이 산악터널보다 높기 때문에 소단면으로된 소형차전용터널로 시공이 될 가능성이 높다. 소형차 전용의 터널로 시공이 될 경우, 소형차 전용터널은 차량에 의한 설계화재강도를 감소할 수 있는 반면, 터널 높이 감소 등에 따른 단면적 축소에 따라 유해가스농도가 증가하여 위험도는 증가하는 상반된 특징이 있다. 본 연구에서는 수치해석을 통해 대배기구의 설치간격과 형태에 따른 화재양상을 터널 내 온도 및 CO농도를 분석하여 비교 검토하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 설치간격에 따른 연기확산거리는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었으나, 본 연구에서는 간격이 100 m인 경우가 가장 효과적으로 분석되었다. 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 $4m{\times}3m$, $6m{\times}2m$, $3m{\times}2m$ (2열) 순으로 배연성능이 우수한 것으로 분석되었으며, 대배기구 형상에 따른 연기확산거리는 플래시오버 이후에는 큰 차이가 없지만 화재 성장과정에서 $3m{\times}2m$인 경우 다른 경우보다 확산거리가 큰 것으로 분석되었고, 대배기구 종횡비에 따른 연기확산거리는 횡방향으로 긴 경우보다 종방향으로 긴 경우가 화재연기의 확산거리가 더 짧은 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.939-948
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• 2006

The structural anisotropy and heterogeneity of rock mass, caused by discontinuities and weak zones, have a great influence on the deformation behavior of tunnel. Tunnel construction in these complex ground conditions is very difficult. No matter how excellent a geological investigation is, local uncertainties of rock mass conditions still remain. Under these uncertain circumstances, an accurate forecast of the ground conditions ahead of the advancing tunnel face is indispensable to safe and economic tunnel construction. This paper presents the effect of anisotropy and heterogeneity of the rock masses to be excavated by numerical analysis. The influences of distance from weak zone, the size or dimension, the different stiffness and the orientation of weak zones are analysedby 2-D and 3-D finite element analysis. By analysing these numerical results, the tunnel behavior due to excavation can be well understood and the prediction of rock mass condition ahead of tunnel face can be possible.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권8호
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• pp.1972-1981
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• 1995

As a railway train enters a tunnel at high speed, a compression wave is formed in front of the train and propagates along the tunnel. The compression wave subsequently emerges from the exit of the tunnel, which causes an impulsive noise. The impulsive noise is closely related to the pressure gradient of the compression wave propagating the tunnel. In order to investigate the characteristics of the compression waves, in the present study an experiment was made using a shock tube. The results show that the strength of a compression wave decreases with the distance from the tunnel entrance and the nonlinear effect of compression wave appears to be significant if strength of the initial compression wave is greater than 7 kPa. Furthermore if the wave pattern is known, attenuation of the compression wave propagating in a tunnel can be reasonably predicted by a theoretical equation considering viscous action and heat transfer in boundary layer.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권4호
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• pp.367-379
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• 2020

In recent railway projects where the railway connects between cities, newly planned tunnels are often located close to, or beneath an existing tunnel. Many claims and petitions have voiced public concern about the vibration and noise resulting from the situation. Vibrations and noises are engineering issues as well as environmental problems, and have become more important as people have become more concerned with their the quality of life. However, it is unlikely that the effects of vibration in situations where trains simultaneously pass a multileveled tunnel crossing have been appropriately considered in the phase of planning and design. This study investigates the superposition characteristic of ground-born vibrations from a multileveled tunnel crossing. The results from model tests and numerical analysis show that the ground-born vibration can be amplified by a maximum of about 30% compared to that resulting from the existing single tunnel. Numerical parametric study has also shown that the vibration amplification effect increases as the ground stiffness, the tunnel depth, and the distance between tunnels decrease.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.573-584
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• 2022

Water inrush may occur during seaside urban tunnel excavation. Various factors affect the water inrush, and the water inrush mechanism is complex. In this study, nine evaluation indices having potential effects on water inrush were analysed. Specifically, the geographic and geomorphic conditions, unfavourable geology, distance from the tunnel to sea, strength of the surrounding rock, groundwater level, tidal action, cyclical footage, grouting pressure, and grouting reinforced region were analysed. Furthermore, a two-step interval risk assessment method for water inrush management during seaside urban tunnel excavation was developed by a multi-index system and interval risk assessment comprised of an interval analytic hierarchy process, fuzzy comprehensive evaluation, and relative superiority analysis. The novel assessment method was applied to the Haicang Tunnel successfully. A preliminary interval risk assessment method for water inrush was performed based on engineering geological conditions. As a result, the risk level fell into a risk level IV, which represents a section with high risk. Subsequently, a secondary interval risk assessment method was performed based on engineering geological conditions and construction conditions. The risk level of water inrush is reduced to a risk level II. The results agreed with the current tunnel situation, which verified the reliability of this approach.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.119-127
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• 2011

본 논문은 장거리 터널 내에서 운송체의 고속운행에 의해 발생한 유동을 해석하기 위한 격자 기법 개발에 관한 내용이다. 수십 km의 터널 시스템을 3차원으로 해석하기 위해서는 많은 수의 격자가 요구된다. 그러나 전체 터널 시스템을 3차원으로 계산한다는 것은 비효율적이다. 그리하여 본 논문에서 계산의 효율성을 위해 터널 내 유동장에 영향을 크게 주는 달리는 운송체 주위, 정거장과 환기구는 3차원으로 격자를 구성하였고 그 외의 직전 터널 구간은 1차원 격자로 구성하였다. 터널 내의 유동은 열차가 달릴 때 생성되는 열차 주위의 유동에 의해 결정된다. 그러므로 열차 주위에는 격자를 조밀하게 생성시켜 주었다. 그리고 이 격자는 열차가 이동할 때 함께 움직이도록 하여 격자의 질을 유지하게 하였다. 열차의 운행 속도는 가속, 등속, 감속의 3단계로 구분하였다. 이와 같은 장거리 터널 내 비정상 고속 운송체 유동을 해석하기 위해 상용 소프트웨어인 Ansys vr. 12.0의 UDFs(User-Defined Functions) 기능을 사용하였다.