• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.141-151
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• 2015

터널굴착의 효율성 증진 및 굴착시 발생하는 진동 저감을 위해 연마재 투입형 워터젯 시스템을 이용한 새로운 형태의 암반 굴착 방식이 개발되어 적용 중에 있다. 연마재 투입형 워터젯 시스템을 이용한 암반 굴착 방식에 있어서, 적절한 양의 연마재를 투입하는 것은 절삭 성능뿐만 아니라 전체 공정의 경제성 향상을 위해서도 매우 중요하다. 본 연구에서는, 다양한 공정 변수들 중 터널 굴착용 워터젯 시스템에서 특히 중요한 공정 변수들인 기하학적 변수(연마재 탱크(또는 호퍼) 높이, 연마재 투입관의 구배, 연마재 투입관의 길이, 연마재 투입관의 굴곡도), 연마재 변수(연마재 입자 크기), 젯 에너지 변수(수압, 유량)이 연마재 투입량 및 연마재가 믹싱 챔버 내로 흡입될 때 발생하는 흡입 압력에 미치는 영향을 규명하기 위하여 다양한 조건에서 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 또한, 실험적 연구를 통하여 연마재 투입량이 절삭 성능에 미치는 영향을 논의하였다. 본 연구 결과를 바탕으로 주요 공정 변수들을 조절하여 적절한 연마재 투입량을 유지하면 터널 굴착용 워터젯의 절삭 성능을 극대화할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.27-36
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• 2005

본 연구에서는 도심지 굴착 현장에 적용된 IPS(Innovative Prestressed Support) 흙막이 구조물의 거동을 파악하여 시스템의 안정성을 확인하였다. 새로운 흙막이 지보재인 IPS 띠장은 지반 굴착으로 인한 토압을 자체의 휨강성을 이용하여 버팀보에 전달하는 특징을 가지고 있다. IPS 띠장의 휨강성은 기존 굴착 공법에 적용된 띠장에 비해 월등하기 때문에 IPS 띠장을 활용하면 흙막이 벽체를 지지하는 버팀보의 설치 간격을 획기적으로 법힐 수 있으며 굴착시에 법은 작업 공간을 제공한다. 이로 인해 굴착 공사에 사용되는 강계의 물량을 줄일 수 있다. 또한 IPS 띠장에 강선의 인장력을 도입하여 선행 하중을 가함으로써 지반 굴착으로 인한 흙막이 벽체의 변형을 제한할 수 있다. 본 연구에서는 IPS 흙막이 공법을 적용한 도심지 굴착 현장에 시공 전기간 계측을 수행하여 그 적용성과 안정성을 확인하였다. 현장 계측 결과를 분석하여 혁신적인 흙막이 지보재인 IPS 띠장과 IPS 흙막이 벽체 그리고 코너 스트친의 거동을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.105-127
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• 1999

쏘일네일링 공법은 지하굴착 및 사면보강에 그 적용성이 점차 확대되고 있으나, 도심지 특히 상부에 연약한 토사층이 존재하는 경우, 또한 시공여건등에 따라 네일의 설치길이가 제한되는 경우에는, 벽체변위 및 지표침하를 최소화시킬 수 있는 방안이 필요시 된다. 이와 같은 경우에, 변위 및 침하를 최소화시키는 주목적과 더불어 전체적인 안정성 증대도 동시에 도모할 수 있는 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템이 효율적이며, 이에 대한 시공도 국내의 경우에 극히 제한적으로 이루어진 바 있다. 그러나 본 프리텐션 쏘일네일링 굴착벽체 시스템에 대한 체계적인 해석절차 및 설계기법은 아직까지 정립된 바 없는 실정이며, 또한 프리텐션을 가하지 않는 일반 쏘일네일링공법의 경우에도, 전단 및 휨모멘트에 대한 안정성 확보를 위해 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량의 산정 등에 대해서 명확한 해석절차가 제시되어 있지 않은 실정이다. 따라서 본 연구에서는, 쏘일네일링 굴착공법에 대해 해석 및 설계 측면에서의 미흡한 점을 보완함과 동시에 향후 적용 가능성이 클 것으로 판단되는 프리텐션 쏘일네일링 시스템에 초점을 두어 학문적 기초에 입각한 설계 및 시공을 유도하기 위해, 관련 해석절차 및 설계기법을 체계화하여 제시하였다. 제시된 내용은, 1) 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 굴착단계별 최대긴장력 결정 및 안전해석기법, 2) 요구되는 숏크리트 전면벽체의 두께 및 와이어매쉬량과 첫단 네일의 한계설치깊이 등을 결정하기 위한 해석절차, 또한 3) 전면벽체의 관입전단파괴 가능성에 대한 신뢰도 분석기법 등이다. 예측결과를 실제의 시공사례와 비교\ulcorner분석하여, 본 연구 제시 절차 및 기법의 적합성을 확인하고자 하였다. 또한 제시기법을 이용해 프리텐션 네일링 시스템의 효용성 분석과, 이외에도 다이레이턴시 각 및 영향원 반경 등 주요인자에 대한 영향 및 FLAC$^{2D}$ 프로그램을 이용해 프리텐션 쏘일네일링 시스템의 발생변위 억제효과 등을 분석하였다.다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.167-181
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• 2021

터널굴착의 경제성 확보 및 굴착 시 발생하는 진동저감을 위해 워터젯 시스템을 활용한 새로운 형태의 암반 굴착공법이 개발되고 있다. 워터젯 절삭을 이용한 효율적인 암반 굴착을 위해서는 워터젯 절삭폭의 중첩과정이 필수적이다. 본 연구는 초고압 연마재 워터젯 시스템을 이용하여 절삭폭 중첩도 및 이격거리에 따른 화강암 시편 절삭실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 중첩도 단계에 따른 화강암 절삭성능을 분석하였다. 그리고 형상인자를 절삭깊이, 절삭폭, 그리고 절삭부피로 분류하여 중첩 절삭 후 단면의 형상을 분석하였다. 절삭폭 중첩도가 58% 이하가 되면 중첩이 충분하지 않아 연속적인 암반제거가 불가능하였다. 반면 절삭폭 중첩도 67% 이상에서는 과절삭 현상이 확인되었다. 한편 부분중첩(25~75%) 조건에서는 기존 워터젯 절삭에 비해 효율적인 부피제거가 가능한 것으로 분석되었다. 해당 연구는 워터젯을 활용한 암반 굴착 시 최적 중첩도를 결정하기 위한 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.55-62
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• 2012

본 적용성 평가 연구에서는 기초연구에서 제안된 지반굴착시 소요되는 전기에너지와 지반의 표준관입시험 N값에 대한 상관식의 타당성을 검증하기 위하여 전류값과 굴착깊이 계측을 위한 측정센서와 데이터 저장시스템을 개발하였으며, 현장시험시공을 수행하였다. 현장시험시공에서 계측된 전류값과 굴착속도는 상관식을 사용하여 표준관입시험 N값 추정에 이용되었으며, 추정한 표준관입시험 N값은 지반조사로부터 실측된 N값과 비교하였다. 현장시험시공 결과 지반굴착에 소요되는 전기에너지는 표준관입시험 N값을 추정하는 지표로 활용될 수 있으며, 말뚝기초의 선단위치를 결정하는 시공관리 자료로 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.43-46
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• 2017

최근 도심지 포화로 전 세계적으로 지하공간개발이 활발히 진행되고 있으며 굴착공사는 지상 및 지하의 굴착 인접 구조물에 의한 다양한 굴착공법으로 시공이 주로 이루어지고 있다. 굴착공사 중 시공 부주의나 시공기술 미흡, 지하수 유출, 급격한 지층의 변화에 대응실패, 토류 시스템 구성품의 문제등으로 인해 각종 지반함몰 사고가 발생하고 있다. 지반함몰 방지를 위해 지반조사 분석을 통한 지반함몰 위험영향인자를 도출하고자 한다. 최근 75개소 지반조사값을 토대로 지반함몰 요인을 분석하고 조사항목으로는 지역별, 통일분류법(U.S.C.S), 공법, 굴착심도를 통해 분석을 하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.907-917
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• 2014

연약지반을 매립후 굴착을 시행할 경우 흙막이벽체를 설치하더라도 배면지반에 지반파괴가 발생한다. 이를 최소화하기 위해 억지말뚝을 적용 후 실내모형 실험을 시행하여 억지효과를 규명하였다. 모형토조내 점토를 충진하고 계측시스템을 이용하여, 무보강일 경우와 억지말뚝으로 보강한 경우를 설정하여 굴착에 따른 배면지반의 침하, 간극수압, 토압을 측정하였다. 모형실험 결과 억지말뚝으로 보강할 경우 무보강시와 비교할 때 굴착 단계의 증가와 배면지반의 침하가 감소된 것으로 평가되었다. 간극수압은 보강여부와는 크게 상관없었고, 침하율은 적게 나타났다. 또한, 굴착깊이가 배면지반에 매우 큰 영향을 미치고, 굴착지점과 가까울수록 최대 침하가 발생되는 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권8호
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• pp.5-21
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• 2009

암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면마찰력에 대한 최근의 연구결과에 따르면 주면마찰력은 암석의 일축압축강도 외에 굴착면의 거칠기, 암반의 재료특성, 초기 수직음력, 말뚝의 직경, 암반의 절리 및 풍화도 등에 크게 영향을 받는 것으로 보고되어 있다. 지금까지 개발된 굴착면 거칠기 시스템들은 공기 중에서만 측정가능하므로 현장의 굴착공내에서 직접 측정하는 것은 불가능하였다. 따라서, 본 연구에서는 수중에서 사용가능한 굴착공 벽면거칠기 측정 시스템(BKS-LRPS)을 개발하였으며, 특수 제작된 보정장치를 통하여 여러 가지 경우에 대한 검증을 수행하였다. 연구결과에 의하면, 개발된 BKS-LRPS는 장치제작조건 및 현장조건을 반영하도록 계획된 검증조건들에 대하여 유효측정영역을 제시할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.542-545
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• 2007

터널의 노면 양쪽에 관로를 설치하여 유입된 지하수를 배출시키는 방법은 일반적인 터널 배수공법이지만 배수관로의 설치를 위한 추가적인 굴착은 공사기간과 공사비의 상승으로 이어지는 실정이다. 이에 터널 내에 별도의 배수관로 굴착 없이 노면 하부에 다열기둥을 일정 간격으로 매설하여 지하수의 흐름방향을 노면 하부로 유도시키는 경제적인 배수시스템이 현재 연구 중이다. 이 터널배수시스템은 추가적 굴착이 없어 기존의 배수시스템보다 경제적이지만 다열기둥의 연속적인 배치를 필요로 하므로 기존의 관로배수방식보다 더 많은 유체의 흐름저항을 받게 된다. 따라서 유체의 흐름에 효율적인 다열기둥 간의 배치간격에 대한 연구가 필요하다. 그래서 본 연구에서는 노면 하부에 다열기둥이 매설된 터널 내로 유입하는 지하수 배출을 목적으로 다열기둥 간의 배치간격에 따른 Manning계수의 변화를 수리실험을 통해 측정 분석하였다. 특히 Manning계수는 개수로에서 유체흐름 저항의 정도를 파악하는 데 이용되는 인자로 이를 활용하여 지하수 배수에 적절한 다열기둥 배치간격을 산정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 수리실험 자료는 노면하부에 다열기둥을 매설하는 터널공사의 실제 설계를 위한 기초적인 참고자료로 사용될 것으로 기대된다.