• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.81-89
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• 2008

본 연구에서는 굴착이 진행 중인 터널 시공현장에서 계측변위를 활용하여 신속하게 터널의 안정성을 정량적으로 평가할 수 있는 기법을 새롭게 개발하였다. 이를 위해, 본 연구에서는 Critical strain 개념을 새롭게 도입하였으며, 굴착중인 터널의 안정성 평가에 이를 활용하였다. 본 연구에서 개발한 해석기법은, 굴착면에서의 변위값을 입력하여 주변지반의 변형률을 구하는 방법으로서, 기존에 제안된 해석기법을 재검토하여, 상대변위활용기법, 숏크리트 반영기법, 지반의 이방특성 반영기법을 새롭게 제안하였다. 아울러 본 연구에서 제안한 해석기법을 토대로 해석모듈을 개발하였으며, 개발된 해석모듈의 활용성을 평가하기 위한 검증을 수행하였다. 검증 방법으로는 먼저, 이론해석과 상용프로그램(Pentagon-3D, Flac-2D) 해석을 통해 원형 터널에서의 굴착변위를 서로 비교하여, 상용프로그램의 활용성을 검토하였다. 이어서, 두 종류의 상용프로그램을 활용하여 숏크리트 라이닝의 유무에 따라, 동일한 초기조건에서의 굴착변위를 구하여, 두 상용프로그램의 해석결과를 비교하였다. 마지막으로, 상용프로그램에서 획득한 터널굴착변위를 본 연구에서 개발한 해석모듈(FAST-Ver. 1.2, Feedback Analysis System for Tunneling)에 입력치로 이용하여, 원지반의 하중상태 및 재료특성 등을 추정하고, 추정된 값들이 당초 가정하였던 값들을 얼마만큼 재현할 수 있는지에 대한 검증을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.1307-1316
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• 2009

In this case, powerfulness quorum of destruction side which we have expected are supposed general limit value for rock floor when retaining of earth on the section of rock floor in the urban area. For digging in the urban area, there are a lot of dislocations to be disadvantage for safety of digging ants. The displacement of the pondside didn't converged with the phase of the excavation. Also, the speed of displacement got higher than the percentages of risk in the construction. So, we put into operation Face mapping for checking special quality of dislocations which appear on the digging ants. This results were used to decide a destruction in the case of the final excavation by analyzing with other results. It was possible to know the unstable distribution of a fault line in Face Mapping and to get powerful lens of a surface of discontinuity by tests indoors and outdoors. The results were also used to make a solution. Therefore, It's a successful example using the Partial TopDown for stable digging. And it is important that Face Mapping have to be practiced for solving the uncertainty of ground organization when digging design in the urban city.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권1호통권53호
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• pp.59-68
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• 2009

파이핑에 의한 제방 사고의 원인은 설계과정에서 파이핑 현상에 대한 정확한 이해 없이 단순 적용되는 검토과정이 문제의 한 원인이 된다. 이에 본 연구는 사질토 지반에 가까운 제방단면에 sheet pile을 타입할 때 굴착면에서 기존의 파이핑 검토 방법들을 비교 분석하였다. Terzaghi 방법과 한계동수경사 방법에서 안전율은 각 방법에 따라 최대 2배의 차이를 보였다. 그리고 한계유속 방법은 설계인자를 어떻게 판정하느냐에 따라 큰 편차를 나타내었다. 결론적으로 기존의 파이핑 해석방법을 모든 지반 조건에 일률적으로 적용하기 보다는 지반 조건에 따라 각 해석방법이 가지는 특성을 이해하고 적용해야할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.50-61
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• 2000

터널의 갱구부는 터널에서 3차원 거동을 가장 뚜렷하게 보이는 부분이며 대체로 풍화가 진행되어 거의 토사화되어 있는 취약한 암반에 시공됨에 따라 비탈면은 잠재적인 활동체가 되게 된다. 터널 갱구부 비탈면에서 안정에 위해되는 요인이 발생했을 경우 파괴가 급속히 진행되어 대형사고로 이어질수 있으므로 특별한 안정화 대책이 필요하여 경제적으로 큰 부담이 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 갱구부 비탈면을 수평 아치형으로 굴착하게 되면 굴착량이 줄어서 경제적이고 자연훼손이 줄어들며 보다 안전하고 아름다운 형상을 기대할 수 있다. 그러나 인식부족으로 인하여 이와 같은 시도는 거의 이루어지지 않고 있어서 면벽식 갱구부가 보편화 되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 아치형 갱구부 비탈면의 이점을 알아보기 위하여 3차원 수치해석을 ㄷ형과 아치형 비탈면에 대하여 각각 수행하여 그 결과를 서로 비교하였으며 터널 굴진과 암반강성에 따른 갱구부 비탈면의 안정성은 비탈면에서 발생되는 최대전단변형율과 막장면에서 터널굴진에 따른 소성접근도를 분석하여 검토하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제6권1호
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• pp.13-22
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• 2003

TSP탐사는 터널 및 지하공간의 건설 시 굴착 진행 중인 터널 주위의 지질구조를 파악하기 위하여 VSP탐사를 터널 내에 적용한 물리탐사 기법이다. 하지만 터널 굴착예정 지역의 지질구조에 따른 터널 주위에서 파의 전파특성을 보여줄 수 있는 인공 탄성파합성 알고리듬이 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존의 2차원 유한 요소 탄성파 모델링 알고리듬을 발전시켜 터널 전방에 여러 형태의 지질구조가 존재하는 경우에 대하여 2차원 시간영역 탄성파 모델링을 수행하였다. 그리고 이로부터 얻은 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 통하여 파의 전파특성을 규명하고자 하였다. 우선 TSP탐사와 동일한 형태의 송수신 배열을 한 후, 균질 매질에 대한 모델링을 수행하여 인공합성 탄성파단면과 파면단면을 동시에 구해 직접파의 전파특성을 분석하였다. 그리고 터널 굴착방향과 수직인 반사면과 평행인 반사면이 존재하는 경우에 대해 각각 모델링을 수행하여 균질 매질의 경우와의 비교, 분석을 통해 반사파들의 전파특성을 고찰하였다. 또한 송신원을 수진기의 앞쪽과 뒤쪽에 배열한 두 가지 경우에 대하여 모델링을 수행하여, 두 방법의 특성과 장단점을 고찰하였다. 이와 같은 모델링을 통하여 TSP탐사자료의 해석, 역산 알고리듬의 개발 및 송수신 개발 등에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.213-227
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• 2002

절토사면의 붕괴원인은 토질 및 지질조건, 지형, 강우, 지하수 및 지표수, 사면형상, 굴착 및 발파와 같은 인위적인 조건, 사면보호공 등과 같이 다양한 영향이 있을 수 있으나 가장 많은 영향을 주는 원인으로 토질 및 지질적인 조건이라고 할 수 있다. 본 논문은 이러한 지질조건에서 붕괴가 발생될 경우의 활동면에 대한 전단강도 추정하는 방법에 있어 역해석법에 의한 활동면의 전단강도 추정을 연구하였다 연구결과 붕괴된 사면에서 화성암은 마찰각 20$^{\circ}$~30$^{\circ}$, 점착력 0~2t/$m^2$의 범위를 가지며 퇴적암에서는 마찰각 $10^{\circ}$~17$^{\circ}$, 점착력 0~2.5t/$m^2$의 범위, 변성암에서는 마찰각 $10^{\circ}$~40$^{\circ}$, 점착력 0~4.0t/$m^2$의 범위가 우세한 것으로 나타났다. 그리고 지질구별 구분에 의하면, 절리에 의해 붕괴가 발생된 경우에는 마찰각 30$^{\circ}$~40$^{\circ}$, 점착력 0~3.5t/$m^2$, 엽리면은 마찰각 30$^{\circ}$~35$^{\circ}$, 점착력 0.5~3.0t/$m^2$, 단층면은 마찰각 11$^{\circ}$~38$^{\circ}$, 점착력 0~3.0t/$m^2$, 층리면은 마찰각 $10^{\circ}$~17$^{\circ}$, 점착력 0~2.5t/$m^2$ 정도의 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.494-505
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• 2006

In this study, using constant normal stiffness(CNS) direct shear tests, side shear load distribution were analyzed by the influencing parameters of unconfined compressive strength, surface roughness, confining stress, and material properties. Based on the CNS tests, side shear load transfer function of drilled shafts in rock is proposed using geological strength index(GSI), which indicates discontinuity and surface condition of rock mass in Hoek-Brown criterion. Though comparisons with results of nine drilled shafts's load tests, it is found that the load-transfer curve by this study is in good agreement with the general trend observed by in situ measurements, and thus represents a significant improvement in the prediction of bearing capacity of drilled shaft.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제13권2호
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• pp.41-49
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• 2011

양북터널은 굴착과 동시에 라이닝콘크리트를 타설하였다. 터널굴착과 라이닝콘크리트의 동시시공을 위한 적정시공 Cycle을 결정하고, 이에 따른 양생기간과 양생온도를 설정하는 순으로 시험하였다. 라이닝콘크리트는 품질관리를 위해 보온장치를 탑재한 Sliding form과 양생대차를 운영하고, 균열을 최소화하기 위해 양생온도와 양생시간 및 탈형강도 등을 시험에 의해 결정하였다. 시험과정은 터널내부와 라이닝콘크리트 내부온도를 계절별로 측정하고, 양생온도별로 콘크리트의 강도를 측정하였다. 거푸집 탈형시 콘크리트 온도가 터널내부의 온도로 수렴하기까지는 $15{\sim}20^{\circ}C$의 차이로 측정되었고, 거푸집 탈형을 위한 콘크리트 초기강도 4MPa을 발현하는데는 양생온도에 따라 차이가 발생하지만 시공 Cycle에 적합한 양생시간은 약 20시간이고, 이 때의 양생온도는 $23^{\circ}C$ 이상이었다. 위의 시험결과대로 현장에서 라이닝콘크리트를 양생한 결과 시공 Cycle과 압축강도 및 콘크리트면의 외관 등이 만족한 결과를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.512-515
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• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1614-1622
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• 2008

A series of three-dimensional numerical modelling have been conducted to clarify the behaviour of multi-pressurised soil nails with high strength steel pipes. In this study, the soil non-linearity, the soil-nail interaction and staged construction are considered. It has been found that pressurised soil nails can reduce lateral ground movement by 14-21% compared to general soil nails with very low pressure. In addition, ground settlement was reduced when using multi-pressurised soil nails. The pressurised soil nail may result in an increase in the surcharge loading on the ground surface.