• 한국지반공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.123-134
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• 2001

본 연구에서는 화강풍화토 지반상 unpropped diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 벽체의 근입깊이와 지하수위 조건을 변화시키면서 원심모형실험을 수행하였다. 원심모형실험시 diaphragm wall은 두께 8mm인 알루미늄합금을 사용하였으며, 지반굴착을 재현하기 위하여 zinc chloride 기법을 이용하였다. 수치해석은 대부분의 지반공학문제에 적용할 수 있는 SAGE CRISP 프로그램을 이용하였다. 수치해석에서 모형지반은 수정 Cam-Clay 모델, diaphragm wall은 탄성모델, 지반과 diaphragm wall 사이의 경계면요소는 슬립모델을 사용하여 2차원 평면변형률 조건으로 해석을 수행하였다. 모형실험 결과 파괴면의 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었다. 실험 및 유한요소해석 결과 지반의 최대침하량과 최대침하량이 발생하는 위치는 잘 일치하였으며, 깊이에 따른 벽체변위는 선형적인 관계를 나타내었다. 또한, 최대 휨모멘트와 근입깊이로 정규화한 최대 휨모멘트 발생위치($h_{Mmax}$/d=0.4)는 잘 일치하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.25-34
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• 2009

붕적층을 포함하는 복합지반의 경우 역의 최대입자크기가 매우 크고, 붕적층을 구성하는 토질의 입도분포가 지역마다 다양하여 시험을 통한 설계지반정수 산정은 매우 어렵다. 또한 이러한 지층의 응력-변형율 거동은 블록(자갈, 전석 등)과 기질(모래, 실트 등)부 경계면의 공학적 성질에 좌우되지만 통상적으로 강도가 작은 기질부의 특성으로 강도정수가 결정되어 대상지반이 과소평가되기 쉽다. 따라서 본 연구에서는 대상지역에 대한 대규모 트렌치 조사를 실시하고 굴착면에 대한 스캔라인 및 이미지 분석을 통한 역의 분포비율을 결정하고 이들 역의 분포비율과 기질부 강도정수를 BIMROCK 모형곡선에 적용하여 대상지역 붕적층의 강도정수 범위를 추정하였다. 마지막으로 강도정수의 적정성을 대상지층에 대하여 한계평형해석을 통해 검증한 결과 합리적인 전단강도를 평가할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권1호
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• pp.31-43
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• 2007

현재 대부분의 국내 터널은 천공발파 기법을 이용하여 굴착되고 있다. 심발발파는 터널굴착면의 1 자유면 상태에서 가장 먼저 발파가 이루어지므로 터널발파에서 가장 중요한 단계이며 전체의 굴진효율과 진동 및 소음을 결정하는 역할을 한다. 여기서는 기존의 V-Cut 공법의 시공 편의성을 최대한 활용하면서 굴진효율을 개선시킨 새로운 심발발파 방법인 SAV-Cut (Stage Advance V-Cut) 공법을 소개한다. SAV-Cut 공법은 건설교통부에서 지정하는 건설 신기술(제518호)으로서 중앙공을 천공 및 선기폭하여 암반을 약화시킨 다음 경사공을 단계별로 기폭하는 것을 주요 특징으로 하고 있다. SAV-Cut 발파공법의 메커니즘을 수치해석과 여러 현장에 실제 적용을 통하여 검증하였고, 발파효율의 증대와 진동저감 효과를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.47-57
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• 2000

터널의 파괴는 사면의 경우처럼 파괴면의 형상을 사전에 가정하기 어렵기 때문에 한계평형법에 기초한 해석법을 적용하여 안전율을 구하기가 곤란하다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위하여 강도감소기법을 이용한 수치해석기법에 의해 터널의 안전율을 구하는 방법을 제시하였다. 균질한 암반에 굴착된 원형터널을 가정하여 무보강, 부분보강 및 인버트의 완전한 폐합의 경우에 대하여 안전율을 계산하였으며, 요소망의 크기에 따른 민감도 분석을 위해 크기가 다른 3가지의 요소망을 사용하여 계산 결과를 비교하였다. 제안된 방법의 검증을 위해, 특정한 파괴 활동면을 갖는 경우에 대해 한계평형해석을 수행하여 수치해석 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안한 터널의 안전율 계산 방법은 터널의 형상이나 암반의 상태에 관계없이 적용될 수 있으므로 향후 터널 설계 및 안정성 평가에 큰 도움이 될 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.79-87
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• 1989

본(本) 연구(硏究)는 앵커의 경사도(傾斜度)가 널말뚝의 거동(擧動)에 미치는 영향(影響)을 모형실험(模型實驗)의 결과(結果)로부터 분석(分析)한 것이다. 앵커 경사(傾斜)의 증가(增加)는 널말둑의 수직(垂直) 수평변위(水平變位), 앵커의 하중손실(荷重損失) 및 유지(維持)된 모래의 침하량(沈下量)에 크게 영향(影響)을 미치지만, 휨 모멘트의 크기에는 영향(影響)이 적은 것으로 나타났다. 또한 널말뚝의 수직침하(垂直沈下)에 대한 부마찰력(負摩擦力)은 말뚝 길이의 0.71~0.80배(倍)인 굴착(掘鑿) 깊이에서의 강복점(降伏點)을 가진다. 굴착(掘鑿)으로 인한 토압(土壓) 재분포(再分布)는 soil arching 현상을 고려해야 하고, 토압(土壓)이 0인 지점(支點)은 기존의 자유단지설계방법(自由端支設計方法)에 의한 위치(位置)보다 약 20% 상부(上部)에 있고, 활동면(滑動面)과 최대주응력면(最大主應力面)이 이루는 각(角) $45^{\circ}+{\phi}/2$ 보다 크다는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.39-48
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• 2003

블럭이론에서는 불연속면의 유한한 연속성을 무시하여 불연속면이 암반내에서 무한이 연속되어진다고 가정하였다. 본 논문에서는 터널시공의 안정성 평가기법으로 불연속면의 유한한 연속성을 고려한 키블럭 해석기법을 제안하고, 실제의 현장에 적용했다. 불연속면 원반 모델을 이용하여 불연속면의 연속성을 고려한 3차원 암반블럭의 생성을 판정하였다. 이 판정기 법은 블럭의 형상에 관계없이 모든 형상의 블럭이 인식가능하여 복잡한 굴착면의 문제에 적용가능 하다. 판정된 암반블럭에 대해서 거동성 및 안정성을 해석하였다. 실제 건설중에 있는 대단면 터널현장에 적용하여 해석결과를 비교 검토하므로써, 본 논문에서 개발한 수치해석기법의 타당성과 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.27-35
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• 2002

원 지반을 성토하여 인공적으로 형성된 다짐지반에 터파기를 하여 관을 매립하거나, 암거를 설치하는 작업을 수행 하는 경우가 자주 있다. 이 때 조성되는 임시굴착사면의 기울기를 적용함에 있어서 실험이나 사면안정해석 등의 적절한 과정을 수행하지 않음으로 인해 사면붕괴가 발생하여 인명 피해는 물론이고 공기의 지연 및 공사비의 증액 등 크고 작은 손실을 초래하고 있다. 본 논문에서는 이러한 임시사면의 안정성 검토를 위해 대표적인 경우들에 대한 사면안정해석을 수행하였으며, 특히 사면안정에 대한 다짐지반의 비등방성에 따른 전단강도의 영향을 검토하였다. 해석에서 적용한 다짐지반의 비등방성 전단강도는 전단면과 다짐층 간의 경사를 변화시키면서 수행한 일련의 직접전단시험으로부터 추정하였다. 해석 결과, 비등방성을 고려하는 지의 여부에 따라서 임시사면의 적절한 안정기울기가 소폭으로 변화할 가능성이 있음을 알았다. 그러나, 이에 따른 안전율의 변화나 파괴면의 양상은 그리 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권3호
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• pp.5-17
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• 2021

본 연구는 도로건설공사 중 발생한 암반 비탈면의 인장균열 발생원인 및 대책 방안을 소개하고자 한다. 확장 가능한 인장균열 범위를 조사하기 위하여 전기비저항 탐사를 수행하여 암반의 연약대 분포 여부를 조사한 결과, 인장균열이 발생한 부체도로 하단에 저비저항대가 나타나며 굴착 비탈면 상단 부근에 저비저항대가 분포하는 것으로 확인되었다. 따라서 발생 가능한 인장균열 위치를 굴착 비탈면 상단으로 결정하여 보강 설계를 수행하였고, 보강방안으로 앵커와 억지말뚝 2열이 제안되었고 비탈면 안정해석을 통하여 보강 이후 허용안전율을 만족하는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.348-362
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• 2016

본 연구에서는 지하광산에서의 굴착면에 대한 입체사진측량기법의 적용성을 검토하기 위하여, LIDAR 시스템에 의한 결과와 비교 검토를 수행하였으며, 이를 위해 현장에서 실시된 총 4회의 시험발파로부터 여굴 분석을 실시하였다. 분석 결과, 두 가지 측량기법으로 해석된 발파 굴착단면의 부피와 면적은 각각 0.81% 및 1.05% 의 근소한 값 차이를 보였으며 이를 통해 입체사진측량기법의 지하광산에 대한 현장 적용성을 확인할 수 있었다. 총 4회의 시험발파로부터 분석된 여굴량은 각각 $29.84m^3$, $22.45m^3$, $14.54m^3$ 및 $5.46m^3$으로서, 1차 시험발파에서 가장 큰 여굴이 발생하였으나 점차 시험발파가 진행되면서 그 양이 줄어듦을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 적용한 입체사진측량기법은 굴착단면을 매우 효과적으로 묘사할 수 있으며, 여기서 얻어진 정량적 데이터들은 굴착단면의 부피, 단면적 및 여굴 분석 등에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.213-224
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• 2014

최근, tunnel boring machine (TBM)을 이용한 도심지 지중 전력구 터널 건설이 증가하고 있다. 쉴드 TBM을 이용한 기계화 터널 굴착 공법은 재래식 공법에 비해 지반침하를 최소화 하고 발파에 의한 진동을 줄일 수 있는 장점이 있다. 국내에서는 earth pressure balance(EPB) 쉴드 TBM이 주로 사용되고 있다. 그러나 전력구 터널 굴착을 위한 쉴드 TBM 공법이 증가함에도 불구하고, 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 분석에 관한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 후방주입 거리에 따른 전력구 쉴드 TBM 터널의 거동 특성을 분석하고, 굴착면 지반 손실과 후방주입 거리와의 상관관계를 도출하고자 한다. 쉴드 TBM을 이용한 터널 굴착은 3D FEM을 이용하여 시뮬레이션 하였다. 뒷채움 그라우트가 설치되는 거리의 변화에 따른 축력, 전단력, 휨 모멘트와 같은 단면력을 검토하고 지표면에서의 연직 변위를 분석하였다. 또한, 유한요소해석으로 얻어진 결과와 안정성 분석에 기초하여, 지반과 터널 구조물의 안정성을 확보할 수 있는 뒷채움재 주입시기를 결정할 수 있다.