• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.33-45
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• 2007

본 연구에서는 발파 시 발생되는 지반진동이 인접한 터널 지보재의 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 발파진동에 의한 터널의 역학적 안정성을 허용진동속도를 기준으로 검토하였다. 기존에 제시된 미광무국과 서울지하철에서 제시한 이론식, 그리고 수치해석 프로그램을 사용하여 허용진동속도를 초과하지 않는 발파이격거리를 산정하였고, 발파시 콘크리트 라이닝과 록볼트의 거동을 평가하였다. 콘크리트 라이닝의 구조적 안정성에 미치는 발파진동영향은 미미한 것으로 나타났으나, 록볼트에 미치는 영향은 상대적으로 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.37-50
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• 2001

최근 터널구조물에서 결함이나 변상이 많이 발생하고 있지만 터널구조물의 특수성으로 인하여 그 원인을 평가하거나, 상태 및 안전성 평가에 있어 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 보다 효율적인 안전진단 및 유지관리대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 터널에서의 정밀안전진단을 효과적으로 수행하기 위하여 터널 라이닝과 주변지반에 대한 비파괴 조사기술, 터널 라이닝의 구조적 안정성을 평가할 수 있는 해석기술, 그리고 터널의 변상원인 및 건전도를 판단할 수 있는 평가기술을 개발하여 터널의 열화 및 손상정도를 진단하고 터널의 유지관리를 위한 적절한 보수 보강대책을 제시함으로서 체계적인 터널 안전진단업무에 활용하도록 하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1062-1068
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• 2009

Urban construction has numerous difficulties due to ground weakness and various complaints from third party, so it is not economically efficient and constructability is not favorable. Therefore, underground, which has good ground conditions, was used for construction field and facilities such as stations, and they are scaled up to enhance accommodation of facility limitation and function of stations. Large section tunnel station construction has numerous risk factors such as work boundary of excavation equipment, a relaxation of stress concentration, a safety plan of tunnel stability, and so on. Therefore, by using large section tunnel station stability analysis considering construction step, we expect to analyze the latent problem during construction, and to stabilize a future project plan of a large section structure design by using an auxiliary method and a support design.

• 터널과지하공간
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• 제2권2호
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• pp.212-223
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• 1992

The distinct element method(DEM) si well suited to the kinematic analysis of blocky rock masses. Two distinctive problems, a rock avalache and tunnel in jointed rock masses, are chosen to apply the DEM which is based on perfectly rigid behaviour of blocks. Investigated for both problems are the effects of the input parameters such as contact stiffnesses, friction coefficient and damping property. Using various types of models of the avalanche and tunne, an extensive parametric study is done to gain experiences in the method, and then to alleviate difficulties in determining parameter values suitable for a given problem. The coefficient of frictio has significant effects on all aspects of avalanche motion(travel distance, velocity and travel time), while the stiffnesses affect the rebounding and jumping motions after collision. The motion predicted by the models having single and mutiple blocks agrees well to the observations reported on the actual avalache. For the tunnel problem, the behaviour of the key block in an example tunnel is compared by testing values of the input parameters. The stability of the tunnel is dependent primarily on the friction coefficient, while the stiffness and damping properties influence the block velocity. The kinematic stability of a tunnel for underground unclear waste repository is analyzed using the joint geometry data(orientation, spacing and persistence) occurred in a tailrace tunnel. Allowing a small deviation to the mean orientation results in different modes of failure of the rock blocks around the tunnel. Of all parameters tested, the most important to the stability of the tunnel in blocky rock masses are the geometry of the blocks generated by mapping the joint and tunnel surfaces in 3-dimensions and also the friction coefficient of the joints particularly for the stability of the side walls.

• 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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.107-115
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• 2009

70~80년대에 다수의 고속도로 건설과 함께 축적된 고속도로 터널에 대한 설계 및 시공기술에 비하여 철도터널의 설계는 최근들어 활발하게 이루어지고 있는 상황이다. 따라서 고속도로 터널과 철도 터널의 비교시에는 다소간의 시간적인 차이가 있는 것이 사실이다. 본 논문에서는 서로 비슷한 굴착단면적을 갖고 있으나 단면형상에서 차이를 나타내는 고속도로 2차로 자연환기터널과 선로중심간격 4.3m의 복선철도 터널에 대해 동일한 조건하에서 지보재를 설치하지 않은 경우와 지보재를 설치한 경우에 대해 수치해석을 수행하여 단면형상 차이에 따른 터널 주변암반에 발생하는 주응력크기 및 축차응력 비교를 통한 터널의 안정성을 비교 분석하였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.929-935
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• 2018

This paper develops a flow control block for a hydraulic system of a tunnel boring machine. The flow control block is a necessary component to ensure stability in the operation of the hydraulic system. In order to know the pressure distribution of the flow control block, the flow analysis was performed using the ANSYS-CFX. It was confirmed that the pressure and flow rate were normally supplied to the hydraulic system even if one of the four ports of the flow control block was not operated. In order to evaluate the structural stability of the flow control block, structural analysis was performed using the ANSYS WORKBENCH. As a result, the safety factor of the flow control block is 1.54 and the structural stability is secured.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.77-94
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• 2016

A forked tunnel, as a special complicated underground structure, is composed of big-arch tunnel, multi-arch tunnel, neighborhood tunnels and separate tunnels according to the different distances between two separate tunnels. Due to the complicated process of design and construction, surrounding jointed rock mass stability of the big-arch tunnel which belongs to the forked tunnel during excavation is a hot issue that needs special attentions. In this paper, an elasto-plastic damage constitutive model for jointed rock mass is proposed based on the coupling method considering elasto-plastic and damage theories, and the irreversible thermodynamics theory. Based on this elasto-plastic damage constitutive model, a three dimensional elasto-plastic damage finite element code (D-FEM) is implemented using Visual Fortran language, which can numerically simulate the whole excavation process of underground project and perform the structural stability of the surrounding rock mass. Comparing with a popular commercial computer code, three dimensional fast Lagrangian analysis of continua (FLAC3D), this D-FEM has advantages in terms of rapid computing process, element grouping function and providing more material models. After that, FLAC3D and D-FEM are simultaneously used to perform the structural stability analysis of the surrounding rock mass in the forked tunnel considering three different computing schemes. The final numerical results behave almost consistent using both FLAC3D and D-FEM. But from the point of numerically obtained damage softening areas, the numerical results obtained by D-FEM more closely approach the practical behaviors of in-situ surrounding rock mass.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.101-113
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• 2012

터널 노후화로 인한 배수능력 저하는 터널 주변 간극수압의 상승을 유발하고 이로 인해 터널 배면 라이닝 응력이 증가하여 터널 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 시공된 지 30여년이 지난 재래식 터널인 남산 3호 터널을 대상으로 수발공 폐색에 따른 배수조건 변화와 그에 따른 터널 주변 간극수압 및 라이닝 안정성의 관계를 수치해석을 통하여 분석하였다. 해석방법은 남산 지역에 대하여 지하수 유동 모델링을 수행하고 이로부터 설정된 수리경계조건을 적용하여 터널 침투류와 응력-간극수압 연계 3차원 유한요소해석을 수행하는 것으로 하였다. 이를 통하여 운영 중인 터널 현장에서 비교적 간단히 측정가능한 수발공 유출량 데이터를 이용하여 터널 주변 간극수압과 라이닝 응력을 산정할 수 있었으며, 본 연구에서 적용한 해석방법은 기존 자료가 부족하고 현장 조사에 제약이 많은 운영 중인 노후터널에 대하여 현재 터널의 배수상태를 고려하여 터널 안정성을 평가하는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.