• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.434-443
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• 2003

본 연구에서는 비서형 모델에 적용 가능한 역전파 알고리즘을 이용하여 도로터널에서 발생하는 오염물질을 예측하기 위한 인공신경망을 개발하였다. 도로 터널에서 중요시되는 오염인자는 CO농도와 가시도이므로, 인공신경망의 구성을 각각의 독립적인 네트워크로서 구성하였다. 사용한 입력데이터는 영동고속도로에 위치한 종류식 환기 방식을 채택한 일방향 2차선 도로 터널 2개소에서 실측한 데이터를 사용하였다. 예측치와 실측치를 비교할 때 인공신경망의 학습도는 약 95%의 정확성을 보이는 것으로 나타났다. 분석결과 개발된 인공신경망에 의한 결과는 PIARC 방식에 의한 계산치 보다 약 5배 정도의 정확성을 보였다. 특히 주행속도가 낮을 경우 더 높은 정확도를 나타낼 것으로 기대 되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.45-53
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• 2012

지중구조물 주위는 다짐이 잘 되지 않아 지반이 장기 침하하므로 콘크리트 포장 하부에 공동이 발생하기 쉬우며, 이로 인해 지지력이 저하되기 쉽다. 여기에 하중이 가해지면 설계 시 기대한 것보다 큰 응력이 도입되어 포장에 파손이 발생하고 수명이 감소하게 된다. 본 논문에서는 한국도로공사 시험도로의 박스형 암거 상부 콘크리트 포장 슬래브의 파손을 조사하였다. 토피고가 다른 상행선과 하행선의 암거 위치에 발생한 슬래브의 횡방향 균열을 비교하였다. 시험도로의 횡방향 균열을 검증하기 위해 토피고가 없는 박스형 암거와 콘크리트 포장을 유한요소 방법으로 모형화하고 해석하였다. 포장의 자중을 고려하고 시험도로가 위치한 경기도 여주 지역 콘크리트 슬래브의 온도구배를 적용한 후 윤하중을 재하하였다. 각 하중조합에 대해 최대인장 응력이 발생하는 위치와 이때의 윤하중 위치를 찾아냈다. 이를 통해 최대인장응력을 감소시킬 수 있는 줄눈 위치를 찾아내고 암거 크기 별로 상부에 위치하는 슬래브의 적정 길이를 제안하였다.

• 환경정책연구
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• 제13권3호
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• pp.21-42
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• 2014

폐고속도로를 포함한 폐도 혹은 폐도로란 구 국도 중 자체 활용계획이 없고 지방자치단체에 이관하더라도 도로로 존치할 필요가 없는 구간으로 유지관리가 제대로 되지 않아 지표면 침식에 의한 지하수 오염, 야생동물 서식처의 파편화 및 생태 단절 등 여러 가지 문제를 초래하는 경우가 많다. 폐도로 복원사업은 용도폐기된 고속도로를 친환경적으로 복원하여 환경적 심미적 차원에서 긍정적인 효과를 얻고자 하는 사업으로 사업비용은 명확하게 존재하나 그 편익의 경제적 가치를 측정하기 어렵다. 본 연구에서는 비시장 재화의 편익을 측정하기 위해 광범위하게 이용되고 있는 조건부 가치측정법(contingent valuation method, CVM)을 이용하여 폐도로 복원사업의 경제적 가치를 추정하였다. 추정 결과는 우리나라 전체 가구의 약 40%가 폐도로 복원사업에 양(+)의 지불의사를 가지고 있는 것으로 나타났으며 환경이나 동 사업에 대한 인식이 높을수록 지불의사비용이 높아지는 것으로 나타나 개별 경제주체들의 환경복원에 대한 인식을 제고함으로써 폐도로 복원사업의 사회적 지불의사를 높일 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.383-392
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• 2015

해저터널 건설 중 터널 굴착면 전방에 존재하는 고수압 조건의 함수대 (또는 포화상태의 파쇄대)의 상태를 정확히 예측하는 것은 터널 안전시공의 핵심적인 요소이다. 이 연구는 해저터널 굴착면에서 전방지반의 상태를 예측하기 위해 유도분극(Induced Polarization, IP) 탐사의 활용 가능성을 입증하였다. 모래지반에서의 충전성(chargeability)을 산정하기 위해 간극모델을 제안하고, 충전성과 이에 영향을 미치는 변수들 사이의 관계식을 유도하였다. 관계식을 사용하여 매개변수 분석을 실시하였으며 그 결과 입자 사이의 간극 중 좁은 간극($r_1$)의 크기와 간극수의 염도가 충전성에 가장 큰 영향을 미쳤다. 또한, 실내실험으로 유도분극 현상에 영향을 미치는 지반조건을 파악하기 위해 간극수의 염도와 파쇄대의 두께 변화 그리고 가우지(gouge) 존재 여부에 따른 충전성과 전기비저항의 변화 추이를 규명하고자 하였다. 그 결과 파쇄대의 절리 사이에 가우지가 충진된 경우, 해수조건에서도 충전성이 높게 나타났다. 이는 가우지가 좁은 간극($r_1$)의 크기를 감소시키기 때문이라고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.257-272
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• 2016

TBM으로 터널 시공 중 막장면에서 갑작스럽게 문제가 발생하는 경우 공간적인 제한 때문에 NATM공법으로 시공되는 터널에 비해서 적절한 대처를 하기가 어렵다. TBM으로 터널 시공 중에 막장전방의 지반상태를 예측하는 것은 매우 중요하기 때문에 탄성파, 전자기파 등을 이용하여 TBM 면판 전방의 지반상태를 예측하는 연구 및 기술개발이 이루어졌다. 대부분의 TBM 현장에서는 공사기간 및 비용을 고려하여 1개의 막장전방 예측기법을 적용한다. 그러나 막장전방 예측기법의 종류에 따라서 탐사심도, 적용 가능한 지질조건, 예측할 수 있는 대상, 예측 정확도 등이 다르다. 복합적인 지질조건에 위치한 TBM 터널 시공 시에는 여러 가지 막장전방 예측기법을 적용하는 것이 막장 전방의 지질 조건을 정확하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 여러 가지 막장전방 예측기법을 동시에 적용하였을 경우 각각의 기법으로부터 얻어진 지반상태는 다른 결과를 나타낼 수 있다. 따라서 본 연구에서는 각각의 막장전방 예측기법으로부터 얻어진 막장전방의 지반상태를 종합적으로 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 확률론적 분석과 계층분석기법을 이용하여 막장전방의 지반 상태를 종합적으로 평가할 수 있는 통합 모델을 제시하였다. 또한 본 연구에서 제안한 모델을 가상의 지반에 적용하여, 종합적으로 지반 상태를 평가할 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.409-420
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• 2017

터널환기 계획시 소요환기량은 환기시설 용량을 결정하기 위한 중요한 인자이며, 소요환기량 산정을 위한 차종별 오염 물질 배출량(환기설계를 위한 기준배출량)은 현재 환경부에서 제시하는 '제작차 허용배출 기준'을 근거하여 산정하고 있다. 그러나, 2013년부터 환경부에서는 자동차에서 배출되는 오염물질을 산정하기 위한 규정으로 '자동차 총 오염물질 배출량 산정방법에 관한 규정'을 고시하고 이 규정에 '자동차 차종별 배출계수'를 제시하고 있다. 따라서 도로터널의 소요환기량 산정시 이를 적용하는 것에 대한 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 2015년 경유차량의 배출가스 조작사건 이후 자동차 배출가스 규제강화에 따라 터널의 소요환기량 산정에 미치는 영향을 검토하였으며, 최근 환경부에서 개정한 '제작차 허용배출량 기준'과 '자동차 차종별 배출계수'에 의한 소요환기량과 EURO 배출기준을 적용한 소요환기량을 비교 분석하였다. 또한 소요환기량 산정 근거에 따른 합리적인 환기시스템 용량결정을 위한 기초 설계자료를 제공하는 것을 목적으로 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.39-53
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• 2018

일반적으로 터널 내 총환기저항계수는 입출구 손실계수, 벽면마찰계수 그리고 급격한 확대나 축소단면 등에 의해 발생하는 부차적 손실계수의 총합으로 구성된다. 개통 전 터널의 경우는 가동 중인 환기팬을 중단하게 되면, 터널 내 풍속은 총환기저항력에 의해 감소하는 현상이 나타난다. 즉, 속도감쇄법은 개통 전 터널에서 비교적 안정적이면서도 손쉽게 터널 내 벽면마찰계수를 추정하는 방법이다. 그러나 기존의 선행연구에서 환기팬의 가동을 중단 후 수렴되는 풍속이 음수일 경우는 속도감쇄법에 따른 벽면마찰계수의 추정이 곤란한 특성이 있다. 반면 교통환기력이 작용하는 공용 중인 터널에서는 좀더 복잡한 과정을 거치지만, 합리적인 벽면마찰계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 교통환기력의 측정변수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였고, 공용 중 터널에 적용할 수 있는 방법을 고찰하였다. 또한 환기팬 정지 후 터널 내 풍속이 감소하는 동안에 외부 자연풍의 급격한 변화가 발생하여도 교통환기력이 일정할 경우에 대하여, 교통환기력의 증분을 계산할 수 있는 방법과 터널 내 벽면마찰계수를 추정할 수 있도록 동적 시뮬레이션이 가능한 프로그램 로직을 개발하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.1-12
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• 2016

TBM 시공 중에는 설계단계에서 예측하지 못한 지반과 조우할 수 있다. 그 중에서 TBM 굴진의 안정성을 저해하는 위험지반과 조우할 경우, 예상치 못한 문제로 인한 공사비 증가, 공기 지연 등으로 상당한 경제적 손실이 발생하게 된다. 따라서 시공 중 예상치 못한 리스크를 최소화하는 것은 TBM 프로젝트에서 매우 중요한 문제이다. 본 논문에서는 TBM 시공 중 막장전방의 위험지반을 사전에 예측하는 방안과 해당 위험지반으로 인해 발생 가능한 리스크 사건을 제시하였다. 또한 리스크 사건의 위험도를 평가하고, 대응이 필요한 리스크 사건에 대하여 대책공법을 제시할 수 있는 TBM 리스크 관리 시스템을 개발하였다. 먼저 TBM 굴진 중 안정성을 저해하는 위험지반들로 인해 발생 가능한 리스크 사건을 정리하였으며, 시공 중 막장전방의 위험지반을 예측하기 위한 방법으로 전기비저항 탐사기법을 활용하였다. 이렇게 예측한 위험지반에서 발생 가능한 리스크 사건의 위험도 평가는 위험지반 조우 시 리스크 사건의 발생확률과 리스크로 인한 다운타임의 크기에 대한 상호 영향도를 고려하여 수행한다. 평가 결과 등급에 따라 대응이 필요한 리스크 사건에 대하여 대책공법들을 제시하였으며, 여러 대책공법 중 최적의 대책공법을 객관적인 기준으로 선정하기 위하여 공사비와 공사기간 등을 속성으로 한 다기준 의사결정론을 활용하였다. 마지막으로 본 시스템의 검증을 위해 실제 리스크가 발생했던 EPB Shield TBM 현장에 개발 시스템을 적용하여, 시공 중 효과적인 리스크 관리를 통해 발생 가능한 리스크의 사전 대응이 가능함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.75-90
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• 2015

쏘일네일은 지반과 네일간에 발생하는 마찰특성을 이용하여 지반을 보강하기 때문에 쏘일네일의 길이는 지반의 안정성에 매우 중요한 요소이다. 이와 같은 이유로 쏘일네일의 길이를 정확히 평가하여 지반의 안정성을 확보해야 한다. 본 연구는 쏘일네일의 길이를 평가하는 기법을 개발하기 위한 기초 연구로써 비파괴기법의 적용성을 제시하고자 한다. 첫째, 커플러로 연결된 철근에도 적용 가능한 기법을 개발하기 위해 초음파와 전자기파를 적용한 실험을 수행하였다. 실험 결과, 초음파는 커플러의 영향으로 신호를 측정할 수 없는 반면, 전자기파의 경우 커플러의 영향 없이 신호를 측정할 수 있었다. 둘째, 쏘일네일의 길이에 따른 전자기파 신호양상을 파악하기 위해 1 m~15 m의 길이가 되도록 철근을 조합한 후, 전자기파를 측정하였다. 그 결과, 철근의 길이가 증가할수록 전자기파의 도달시간이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 기 설치된 쏘일네일에도 적용할 수 있도록 접지선을 이용한 실험도 수행하였다. 실험결과, 접지선을 이용한 경우에도 철근의 길이가 증가할수록 전자기파의 도달시간도 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 전자기파가 쏘일네일의 길이를 평가하기에 유용한 기법임을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.607-616
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• 2015

최근 설치되는 주차장은 한정된 지상공간 및 건축물의 대형화, 지하화로 인하여 옥상이나 지하에 설치하는 것이 일반화되었으며 주차장 램프의 경사를 17%이하로 규제하고 있다. 하지만 주차장 램프 진입시 램프의 종단경사가 다소 급한 경우에 자동차의 차체와 경사로 바닥이 부딪치는 현상을 경험하거나 또는 경사로 바닥이 손상된 흔적을 자주 접하게 된다. 이에 본 연구는 주차장 램프의 시 종점부에 대한 종단해석을 통하여 자동차 및 경사로 바닥과 접촉되지 않는 적정한 종단곡선의 제원을 제시하여 구조물의 손상을 방지하고 운전자 및 동승자의 승차감과 안전성 확보하는데 도움이 되고자 한다. 본 연구에서는 첫 번째로 불특정 다수가 많이 이용하는 대형 건축물 주차장 램프를 대상으로 현장조사를 실시하여 문제점을 도출하였다. 두 번째로 주차장의 시점부 및 종점부에 대한 이론적 분석으로 상호 접촉여부를 평가하였으며 마지막으로 주차장 램프의 종단곡선 제원 산정을 위한 종단곡선 해석과 제원을 제시하였다. 또한, 종단곡선의 길이에 대한 분석 값과 일반식을 이용한 산정 값이 최소 0.4mm에서 최대 5mm이내의 차이로 적은 오차를 보이는 것을 검증하였다. 향후 본 연구를 통해 제시된 종단곡선을 적용할 경우 자동차 및 구조물의 손상을 방지하고 운전자의 승차감 및 안전성 확보는 물론 주차장 램프의 종단 설치기준이 재정립 될 것으로 기대된다.