• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.55-63
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• 2022

모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.93-100
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• 2000

In this study, we used photoelastic coating method which is a kind of model test for examining the stress condition of rock masses around underground structures. Using this method, we could know adaptability and usefulness of photoelastic coating method for various shape of tunnel models. And, in spite of higher cross section efficiency, square shape model showed unstable status because of high stress concentration. So, we cut the slits at the each corner of tunnel, and we could make more stable stress condition by means of moving high stress concentration to rock mass.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.83-97
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• 2018

터널은 도로, 철도, 지하철과 같은 교통의 통로이자 수로, 전력구, 비축기지와 같은 특수목적을 위해 널리 활용되고 있으며, 터널의 사용 목적, 주변 지반조건 및 경제성에 따라 다양한 터널 형상으로 시공되고 있다. 이에 대해 기존 터널과 주변지반 및 구조물에 관한 연구는 꾸준하게 발표되었으나 단일 형상에 대해 터널굴착 시 주변 지반과 구조물의 거동을 분석한 연구들이 대다수이다. 터널의 붕괴사고는 지상 구조물의 붕괴사고 보다 막대한 인적, 물적 손실을 가져오기 때문에 터널 굴착 및 주변지반의 거동을 관측하고 분석하는 작업은 매우 중요하며, 단일 형상이 아닌 다양한 터널 형상에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구는 trapdoor장치를 이용한 실내 모형시험을 통해 군말뚝 하부에 터널 정거장 굴착 시 주변지반의 거동을 측정하였다. 이때 터널 정거장 형상의 단면을 arch와 box 형태로 제작하였으며, 각 터널 정거장 형상 별 0.1B, 0.25B, 0.4B로 터널과 군말뚝 간 이격거리를 다르게 하여 다양한 조건에서의 지반거동을 분석하였다. 또한, 근거리 사진계측 및 이미지프로세싱 기법을 통해 지반의 거동을 관측하였으며, 유한요소 수치해석을 통해 실내 모형시험, 근거리 사진계측의 결과와 비교 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.63-73
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• 1997

본 연구는 지하심부에 유류를 저장할 때 널리 이용되는 수막시설의 설치에 따른 공동주변의 흐름해석을 모의하기 위한 유한요소모형의 확립에 관한 것이다. 최종 행렬방정식의 대칭형 전체전도행렬을 풀기위해 벡터저장방식의 Choleski법을 이용하였으며, 전기상사법의 결과와 비교하여 모형을 검증하였다. 모형을 실제 비축기지에 적용하였으며, 대표적인 횡단면에 대해 요소망을 구성하여 공동내부의 압력과 수평수막설치에 따른 포텐션과 유속의 변화 등을 비교하고, 종단면에 대한 분석을 통해 연직수막설치에 따른 포텐셜의 변화와 인접공동간의 영향을 비교 분석한 결과 본 연구에서 확립된 모형은 공동주변 흐름해석에 유용하게 이용될 수 있는 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권2호
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• pp.133-143
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• 2019

An optimal hydraulic section is critical for irrigated water conservancy in seasonal frozen ground due to a large proportion of water leakage, as investigated by in-situ surveys. This is highly correlated with the frost heave of underlain soils in cold season. This paper firstly derived a practical model for frost heave of clayey soils, with temperature dependent thermal indexes incorporating phase change effect. A model test carried out on clay was used to verify the rationality of the model. A novel approach for optimizing the cross-section of irrigation canals in cold regions was suggested with live updated geometry characterized by three unique geometric constraints including slope of canal, ratio of practical flow section to the optimal and lining thickness. Allowable frost heave deformation and tensile stress in canal lining are utilized as standard in computation iterating with geometry updating while the construction cost per unit length is regarded as the eventual target in optimization. A typical section along the Jinghui irrigation canal was selected to be optimized with the above requirements satisfied. Results prove that the optimized hydraulic section exhibits smaller frost heave deformation, lower tensile stress and lower construction cost.

• 한국지리정보학회지
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• 제10권4호
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• pp.142-152
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• 2007

지반정보DB는 NGIS 2단계 기본계획의 하나인 '지하지리정보'구축의 기초자료로써, 건설교통부가 2000년부터 전국토를 대상으로 구축하고 있다. 구축된 지반정보는 지층의 심도, 종류, 색 및 지하수위 등 지하의 상태정보 뿐만 아니라, 표준관입시험, 압축시험 등의 건설공사 설계업무에 적용가능한 공학정보를 포함하고 있다. 그러나 현재는 시험 결과서만 제공되고 있기 때문에 공학업무의 지반의 해석 및 설계에 활용하기 어려운 실정이다. 본 연구는 지반정보DB의 효과적인 활용지원을 위하여 웹기반의 지리공간정보 시스템을 개발하였다. 먼저, 지반정보DB에서 공간정보, 지층정보 및 공학 시험정보를 실시간으로 불러와 지반단면모델을 생성하고, 이를 통해 해당 지반의 토공량, 지지력, 침하량을 산정하고, 연약지반, 액상화에 대한 평가를 수행하는 웹 클라이언트를 개발하였다. 본 시스템을 통해 지반정보 DB를 건설공사의 계획 및 설계 등 실무 전반에 적극 활용할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.413-420
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• 2003

본 논문에서는 터널 및 지하공간의 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하는 모델링 기법을 고찰하였다. 첫 번째로 세계적으로 가장 잘 알려져 있는 두 가지 모델, 즉 이론적 접근을 기본으로 하고 있는 CSM 모델과 경험적 접근을 기본으로 하고 있는 NTH 모델의 비교를 수행하였다. 두 번째로는, 특별히 Constant Cross Section 커터를 사용하는 경우의 암석 굴삭 원리를 알아보고, 이 원리를 기본으로 하는 이론적 모델을 전개하여 암석특성과 커터 제원만으로 유도되는 절삭력을 구하는 관계식을 고찰하였다. 세 번째로는 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하기 위한 일반적인 모델링 기법을 제시하였다. 마지막으로 미국 Colorado School of Mines의 Earth Mechanics Institute(EMI)에서 개발한 CSM 컴퓨터 모델을 소개하고, 이 모델을 TBM 설계에 적용한 사례를 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.49-63
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• 2015

본 논문에서는 가상 해저터널의 세그먼트 라이닝의 부재력 평가하여 수심별 세그먼트 최적 두께 산정 및 하중식에 따른 부재력 변화에 관한 내용을 다루었다. 가상 해저터널의 세그먼트 부재력을 평가하기 위해 먼저 다양한 설계 조건을 도출하고 이에 대해 2-Ring Beam 모델을 이용한 구조해석을 수행하여 부재력을 산출하였다. 산출한 부재력을 이용하여 예비 철근 배근을 통해 단면검토를 수행하여 각각의 지층별로 철근 배근을 조절하여 최적 두께를 산정하였다. 검토 결과를 토대로 시공조건에 따른 부재력 변화 경향을 검토하였으며 아울러 다양한 시공조건에 따른 최적 라이닝 단면을 제시하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제22권3호
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• pp.277-287
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• 2022

The ancient underground cities are a collection of self-supporting spaces that have been manually excavated in the soil or rock in the past. Because these structures have a very high cultural value due to their age, the study of their stability under the influence of natural hazards, such as earthquakes, is very important. In this research, while introducing the underground city of Ouyi Nushabad located in the center of Iran as one of the largest man-made underground cities of the old world, the analysis of dynamic stability is performed. For this purpose, the dynamic stress-displacement analysis has been performed through numerical modeling using the finite element software PLAXIS. At this stage, by simulating the Khorgo earthquake as one of the large-scale earthquakes that occurred in Iran, with a magnitude of 6.9 on the Richter scale, dynamic analysis by time history method has been performed on three selected sections of underground spaces. This study shows that the maximum amount of horizontal and vertical dynamic displacement is 12.9 cm and 17.7 cm, respectively, which was obtained in section 2. The comparison of the results shows that by increasing the cross-sectional area of the excavation, especially the distance between the roof and the floor, in addition to increasing the amount of horizontal and vertical dynamic displacement, the obtained maximum acceleration is intensified compared to the mapping acceleration applied to the model floor. Therefore, preventive actions should be taken to stabilize the excavations in order to prevent damage caused by a possible earthquake.

• International Journal of Railway
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• 제6권2호
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• pp.69-77
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• 2013

In this study, numerical analysis and model experiments were conducted to analyze behavioral characteristics acting on the track roadbed with excavation through steel pipe injection, a non-exclusive method of crossing construction under railroad as primary target. In model experiments that simulate injection excavation behaviors with an increase in the depth of soil cover, the upper displacement was measured by construction of the first and the second pipes in order to predict actual behaviors, and the behavior characteristics were verified through numerical analysis. The investigation results showed that surface displacement was smaller under the condition of higher soil cover. In the case of injecting two pipes, when the first pipe was injected, deformation of the surface increased linearly in both settlement and uplift experiments. However, when the second pipe was injected, the amount of change was found to be very small due to the relaxation and plastic zones around the first pipe. In addition, the results of numerical analysis on the same cross section with the model experiment found that the results of investigation into settlement ratio and volume loss were in very good agreement with those obtained by the model experiment.