• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.421-435
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• 2012

연마재 워터젯을 이용하여 다양한 영향변수에 따라 암석시편에 굴착(제거)실험을 수행하였다. 현장암반굴착 가능성을 판단하기 위해 신선한 경암(화강암) 시편을 기준으로 수압, 노출시간, 그리고 이격거리에 따라 굴착성능 및 굴착형상을 분석하였다. 특히 이격거리는 현장에서 요구하는 높은 수준의 조건에서 실험을 실시였다. 추가적으로 암석에 따른 굴착성능을 비교하기 위해, 실제 굴착현장에서 획득한 암석시편을 대상으로 P파 속도를 측정하여 동일한 조건에서 워터젯 실험을 수행하였다. 획득된 실험결과로부터 워터젯 변수가 암반제거에 미치는 영향을 분석하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제9권3호
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• pp.669-676
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• 2023

본 연구는 인접굴착에 따른 기존 도시철도 박스구조물의 안전영역에 관한 연구로서 도시철도 주변에서 시행되는 각종 굴착공사에 따라 도시철도 박스구조물의 거동에 영향을 미치는 주요 매개변수와 수치해석 결과의 상관관계를 분석하였으며, 머신러닝 기법 적용을 통하여 인접굴착공사가 기존 도시철도 박스구조물에 미치는 영향 범위 및 안전영역의 적정성을 검증하였다. 본 연구는 도시철도 주변의 실제 협의된 인접굴착공사 및 박스구조물을 연구대상으로 하였으며, 그 중 가장 대표적인 본선 2련박스 구조물을 대상으로 분석을 수행하였다. 매개변수 분석 및 머신러닝 해석결과, 도시철도 깊이, 인접굴착공사 굴착깊이 및 지하수위 각각의 상호간의 깊이 차이가 중요한 매개변수인 것으로 확인되었으며, 그 중에서도 도시철도 깊이와 인접굴착공사의 굴착깊이 차이가 지하 박스구조물 거동에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수이며, 안전영역 설정의 중요한 요건인 것으로 분석되었다. 특히, 인접굴착공사 깊이가 도시철도 깊이보다 더 깊게 굴착될수록 지하 박스구조물의 처짐에 미치는 영향은 더욱 큰 것으로 확인되었으며, 기존의 인접굴착공사 관리등급 결정 시 중요 요건 중 하나인 수평이격거리는 수직이격거리, 즉 굴착깊이에 비해 상대적으로 영향이 작은 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.239-250
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• 2009

본 논문에서는 지반의 지반조건, 굴착특성 및 지층구성을 고려한 터널굴착 유발 주변지반의 침하 및 수평변위에 대한 거동특성을 수치해석적 방법으로 조사하였다. 이를 위해서 먼저 지반변위 예측방법에 관한 관련 사례조사 및 문제점분석을 수행하고, 이를 바탕으로 한 수치해석적 매개변수연구를 수행하였다. 이러한 사례조사의 분석결과는 지반조건에 따른 주변 지반변위의 특성을 일차적으로 파악하기 위해 이용되며, 또한 기존방법의 문제점을 파악함과 동시에 수치해석적 매개변수연구를 위한 기초자료로서 활용된다. 수치해석적 매개변수연구는 먼저 굴착유발 주변 지반변위 계측이 신뢰성 있게 측정된 사례를 토대로 시뮬레이션을 실시하여 수치해석상 필요한 접근방법 및 적합한 지반모델을 설정하고, 이를 토대로 지반조건, 굴착 특성 및 지층구성을 달리한 매개변수 연구를 수행하였다. 이러한 과정을 수행한 후 굴착으로 인한 주변지반의 침하 및 수평 지반변위가 변해가는 과정을 종합적으로 분석하여 그 거동을 파악하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.21-31
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• 2010

본 논문에서는 2단 앵커로 지지된 토류벽 굴착에 대한 유한요소해석으로 지표면침하, 토류벽의 횡방향변위, 모멘트분포 예측에 대한 연구를 수행하였다. 지반굴착에 대한 수치해석에 있어서 적절한 구성방정식을 고려하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 미소변형율 강성을 고려한 지반 굴착해석이 지표면 침하에 대하여 더 합리적인 예측을 보여 주었다. 또한 미소변형율 강성변수에 대한 굴착해석에 미치는 영향에 대해서도 매개변수 분석을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.278-290
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• 2000

불연속면이 발달한 암반 내에서 터널을 굴착하는 경우 불연속면을 고려한 터널의 역학적 안정성을 검토하는 것이 중요하다. 불연속 암반 내에 터널을 굴착하게 되면 대부분의 거동은 불연속면에서 발생하게 된다. 이는 암반블록보다 암반 내 불연속면의 강성이 현저하게 작기 때문이다. 불연속면을 고려한 터널의 안정성 해석은 암반을 연속체로 가정할 때 필요한 입력변수 외에 여러 종류의 입력변수가 추가로 필요하다.(중략)

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.589-604
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• 2021

워터젯 암반 굴착공법은 물과 연마재만을 사용하는 친환경 및 비접촉식 굴착방법으로 다양한 장점을 가지고 있다. 최근에는 기존 천공 공법의 문제점을 보완하고 분진 방지, 소음 저하 등의 이유로 워터젯 공법의 활용이 증가하고 있다. 워터젯 굴착효율을 증대시키기 위해서는 복수의 노즐을 운용하는 것이 유리하다. 복수의 노즐을 사용할 경우, 노즐 운용방법에 따른 굴착성능과 형상을 분석하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 노즐각, 노즐 간 수평거리, 이격거리를 노즐 운용변수로 정의하고 굴착성능과 형상을 분석하였다. 실험결과, 노즐각과 이격거리가 증가할 때 굴착깊이는 감소하였고 유효 굴착깊이는 증가하는 경향을 보였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 노즐 삽입에 필요한 굴착형상 기준을 제안하고 기준에 따른 최적 노즐 운용변수를 도출하였다. 본 연구결과는 향후 암반 천공용 다중 워터젯 노즐 개발 시 유용한 기초연구로 활용될 것으로 기대된다.

• 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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• 제30권2호
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• pp.43-52
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• 2014

본 논문은 암반지층에 설치되는 굴착벽체에 발생하는 토압에 대한 단계별 굴착깊이의 영향을 조사한 것이다. 암반지층에서 발생하는 문제들을 다루기 위해 개별요소법에 근거한 수치해석적 매개변수해석을 수행하였다. 수치해석은 매개변수로서 단계별 굴착깊이, 암반종류 및 절리조건(절리면의 전단강도 및 절리경사각)을 고려하였다. 암반지층에서 발생된 토압과 토사지반에서의 경험토압인 Peck토압이 서로 비교되었다. 비교결과 암반지층에서 발생된 토압은 암반의 종류 및 절리조건에 따라서 크게 영향을 받았으며, 단계별 굴착깊이의 영향은 암반상태가 나빠질수록 증가하는 것으로 나타났다. 더불어, 암반지층에 설치된 굴착벽체에 발생하는 토압은 토사지반에 대한 Peck의 경험토압과는 크게 다를 수 있다는 결과를 얻었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1989년도 추계 학술발표회 강연집
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• pp.1.1-10
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• 1989

본 연구에서는 유효응력 개념에 기초를 둔 응력-변형을 관계식을 이용하여 비배수 지하굴착 거등을 모댈하기 위한 수치해석적 방법이 개발된다. 비배수 조건 시 적용되는 체적불변형 조건은 조건방정식(Penalty formulation)의 혁태로 공극수압 변수를 이용하여 주어지며 결과되는 유한요소 방정식에 상닻히 른 물외 체적변형 개수를 부여함으로서 이루어진다. 이러한 형태와 조건식은 지하굴착 과정에서 발생되는 비배수 공극수압의 계산을 가능케 한다. 체적불변형 조건 부여 시 발생되는 mesh locking은 그 결과에 상당한 영향을 미치므로 이러한 mesh locking 문제는 T-방법에 근거를 둔 salective 적분방법월 적용함으로서 해결될 수 있다. 또한 흙의 거등을 모델하기 위하여 사용 된 Cam-Clay모텔과 Drucker-prager모텔에 새로운 implicit 웅력적분 방법을 적용함으로서 효율적인 방법으로 비선형거동을 해석할 수 있다. 개발된 지하 굴착 해석방법의 적용성을 검증하기 위하여 실재 현장에서 측정된 지하굴착 거동을 예제로 이용하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.175-183
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• 2014

본 연구는 점토지반에서 터널의 굴착조건(터널깊이 및 터널직경)과 시공조건(지반손실량), 지반조건(연약점토, 단단한 점토)을 변화시키면서 터널상부에 위치한 구조물의 거동변화를 조사 및 분석한 것이다. 분석에 사용된 구조물은 4층 블록식구조물로서 변형 등에 의한 균열발생과 균열폭의 차이로 인해 구조물의 손상정도를 쉽게 파악할 수 있는 특징이 있다. 다양한 터널 굴착조건 및 시공조건, 지반조건에 대해서 발생할 수 있는 터널상부 블록구조물의 거동상태를 파악하기 위해 수치해석적 매개변수 해석을 수행하였으며, 수치해석은 구조물의 실제크랙 발생을 묘사할 수 있도록 개별요소법(DEM)에 근거하여 수행하였다. 다양한 매개변수 해석으로부터 얻어진 구조물의 거동상태에 대한 결과는 터널 굴착조건 및 시공조건, 점토 지반조건과 상호 연관하여 함께 반영될 수 있도록 도표화 하였으며, 이를 이용하여 향후 점토지반에서 다양한 터널굴착 및 시공조건, 지반조건으로 인해 유발되는 터널 상부구조물의 손상정도를 보다 용이하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.