• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.197-204
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• 2006

대단면 쉴드 TBM을 이용한 터널굴착공법은 여러 기계화 시공법과 함께 향후 터널 연장의 장대화 추세에 부합하여 국내 활용도가 더욱 높아질 것으로 예상되는 터널 굴착공법이다. 특히 쉴드공법은 지반조건이 열악한 얕은 심도의 터널에 적용성이 우수한 공법으로 인식되고 있으나, 부적절한 장비선정, 터널 시공중 장비결함, 예상치 못한 지반조건 조우 등의 문제로 인하여 시공 중 사고 트러블 사례가 종종 발생되고 있다. 특히 터널막장에서의 트러블 발생 빈도가 매우 높아, 안정적이고 효율적인 굴착을 위해서는 굴착중 막장압 관리가 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 터널막장의 안정화를 위한 이론적 막장지보압 산정방법의 고찰과 수치해석적 방법에 의한 지보압에 따른 지반거동 양상을 비교 분석 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.33-47
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• 2015

터널에 시공되는 콘크리트라이닝은 1차지보재의 열화를 가정하여 상부로부터 오는 하중을 부담할 수 있도록 설계하는 2차지보재로서, 설계자나 발주기관(client)의 의도에 따라 많은 차이를 나타내고 있다. 특히 풍화암이나 풍화토에 적용하는 지보패턴 4, 5패턴의 콘크리트라이닝 두께를 결정하는 변형계수값을 3패턴에 비해 크게 작은 값을 사용해 보수적으로 설계하고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이런 현재의 여건을 감안 컴퓨터 프로그램(MIDAS-civil)을 사용 역해석을 실시하여 적정한 시공방안을 제시하고자하며, 본 연구를 위해 검토한 기존 프로젝트는 서울지하철 ${\bigcirc}{\bigcirc}$호선 ${\bigcirc}{\bigcirc}$공구의 시공사례를 활용하였다. 검토결과 콘크리트 라이닝 두께는 축소할 수 있는 것으로 나타났으며 이를 향후 서울시 도시철도 건설사업에 적용할 경우 경제적인 효과도 클 것으로 기대하고 있다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.265-273
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• 2006

터널 시공 시에 관찰되는 막장의 상태는 굴착예정 막장의 지질상태를 가장 잘 표현하며, 지보패턴의 결정에 큰 영향을 미치므로 막장지질조사는 매우 중요하다. 따라서 막장지질조사를 통해서 단순히 암반평가만을 수행하는 것이 아니라 터널 시공 중에 영향을 미칠 수 있는 모든 지질요소 등을 관찰하여 다음 시공 막장의 지반상태를 예측하여야 한다. 그러나 현재 막장지질조사 시 기술 및 경험, 시간적인 제약 등으로 인한 한계로 조사결과를 시공에 충분히 반영하지 못하는 것이 현실이다. 본 연구에서는 기 시공된 국내 터널의 막장관찰기록지의 기록상황을 집계하여 막장지질조사의 문제점을 분석하고 그 개선 방안을 제시하였다

• 터널과지하공간
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• 제9권3호
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• pp.194-203
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• 1999

본 연구에서는 록볼트의 역학적 거동을 파악하기 위하여 지하공동에 설치된 단일 록볼트에 발생하는 축응력 분포, 록볼트-그라우트 접촉면에서의 전단응력 분포와 중립점의 위치를 분석하였으며, 현장의 다양한 지질조건에 대한 록볼트의 보강효과를 분석하기 위하여 여러가지 지반조건과터널크기에서 록볼트의 설치간격과설치길이를 변화시키며 전산해석을 수행하였다. 전산해석결과, 최대 인장응력 및 전단응력의 분포를 파악할 수 있었으며, 중립점의 위치에 영향을 주는 인자가 공동의 굴착폭임을 알 수 있었다. 또한 패턴볼팅으로 보강된 원형공동에서 록볼트에 의한 암반의 봉압효과는 응력 증가비를 사용하여 분석하였으며, 소성대 감소효과와지반 변위 감소효과는 각각 소성대 감소비와 변위 감소비를 사용하여 분석하여 록볼트의 보강효과 경향을 파악할 수 있었다. 이러한 보강효과의 경향분석 결과는 실제 터널의 안정적 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제24권1호
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• pp.63-69
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• 2006

터널굴착이나 사면절취 등과 같은 굴착문제에 있어서 굴착방법을 결정하기 위해 대상암반에 대한 리핑 암이나 발파암의 구분이 우선되며, 다음에 발파에 의한 굴착방법이 선정되었을지라도 화약량 및 종류, 천공방법 등 발파설계를 위해서 추가적으로 발파암에 대한 세부적인 분류가 필요하다. 일반적으로 RMR 이나 Q 시스템과 같은 암반분류법이 많이 사용되고 있지만, 발파암에 대한 표준적인 암반분류법이 없으며, 국내에서도 발파암 분류에 대한 연구가 거의 전무한 상태로 발파암의 분류요소로 사용될 수 있는 요소를 구하기 위한 연구가 필요하다, 본 논문에서는 앞으로 국내에서 발파암 분류연구에 대한 방향제시를 위해서 발파와 암석의 역학적 특성, 지질구조와 불연속면의 특성과의 관계나 굴착과 관련된 암반분류에 대한 여러 논문사례를 통하여 발파암의 분류 요소와 분류방법 등을 분석한다.

• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.123-133
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• 1995

A two dimensional visco-plastic finite element model capable of handling the multistep excavaton was developed for investigating the effect of excavation-support sequences on the behaviour of underground openings in the jointed rock mass. Ubiquitous joint pattern was considered in the model and joint properties in each set were assumed to be identical. Passive, fully-grouted rockbolts were considered in the model. Visco-plastic deformations of joints and rockbolts were assumed to be governed by Mohr-Coulomb and von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can von Mises yield criteria, respectively. With the ability of removing elements, the model can simulate the multi-step excavation-support sequences. The reliability of the model to the stability analysis for the underground excavation in practice was checked by simulating the behavior of underground crude oil storage caverns under construction.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.37-53
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• 2012

터널 설계 시 사용되는 지반 물성치는 불확실성을 내포한다. 본 연구에서는 최적의 지반물성치를 찾기 위해 터널 계측자료를 활용하여 MATLAB 프로그램의 인공신경망 분석 기능을 이용한 역해석을 수행하였다. 터널 내공변위에 많은 영향을 주는 탄성계수와 측압계수를 변화시켜 총 81개의 학습자료를 구축하였다. 최적의 학습모델을 구축하기 위해 은닉층 수와 노드(node) 수 및 학습율과 관성항을 변화시켜가며 매개변수 연구를 수행하였다. 한편 최적의 학습모델은 평균제곱오차(MSE, Mean Squared Error)와 결정계수($R^2$)를 비교하여 선정되었고, 이를 이용하여 정확한 지층의 탄성계수와 측압계수를 찾았다. 향후 주어진 지반조건에서 최적의 터널 지보패턴을 결정하는 등의 목적으로 본 연구에서 제시된 방법이 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.26-36
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• 2020

지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.41-56
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• 2017

최근 대도시에서는 교통량 증가 등으로 인해 대심도 터널 건설의 필요성이 날로 증대되고 있어서, 대심도 복층터널의 분기에 대한 연구가 필요한 실정이다. 때문에 본 연구에서는 FLAC 2D 프로그램을 이용하여 지반의 종류, 측압계수, 보강방법, 토피고를 매개변수로 선정하여 민감도 분석을 실시하였다. 궁극적으로 터널 분기부에서 최적의 분기부 형상 및 보강방법을 찾고자 하였다. 본 연구결과 일반적인 생각과 달리 박스형 확폭단면이 아치형보다 안정성이 높게 나타났다. 이는 아치형 굴착면적이 박스형보다 약 30% 정도 넓었기 때문인 것으로 판단된다. 또한 지반이 좋지 않은 경우는 록볼트 보강보다 강관그라우팅 보강 시의 안정성이 더 높았으며, 강관그라우팅의 보강두께와 범위는 확폭부의 안정성에 큰 영향을 끼치지 못하였다.