• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권5호
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• pp.63-69
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• 2017

본 연구에서는 초고압 펌프의 개발과 같이 사용할 수 있는 초고압용 장거리 호스 개발에 관한 연구이며, 접근과 방수거리의 도달이 어려운 초고층 건물 및 대심도 터널의 화재진압에 효율적으로 적용이 가능함과 동시에 축광 성능을 포함하여 소방관의 화재 진압 시 퇴로 확보에도 도움이 될 수 있는 초고압용 호스의 개발에 관한 연구이다. 호스의 성능으로서 압력 3 MPa, 유량 2000 lpm을 목표로 초고압 호스를 개발하였으며, 2중의 자켓과 3중의 폴리우레탄 코팅 및 52의 경사를 사용하여 매우 촘촘하고 높은 고압에도 견딜 수 있는 초고압 소방호스를 개발하였다. 개발된 초고압 호스의 성능을 확보하기 위하여 구조 및 외관, 고압에서의 누수, 길이, 신장률, 박리시험, 마찰시험, 파단압시험 및 자유낙하 시험 등이 공인된 인증기관에서 수행되었으며 수행결과 성능에 이상이 없는 것으로 파악되었다. 또한 소방관의 화재진압 시 퇴로를 확보하기 위한 축광 성능의 초고압 호스에 추가하여 연구 및 개발하였으며, 휘도시험의 값으로 축광의 발광시험 개시부터 40분 후까지 휘도 측정치가 휘도시험의 기준 값 이상으로 충분히 확보되는 것을 확인할 수 있었다. 향후, 이와 같은 초고압용 소방용 호스가 상용화가 되어 현장에서 적용된다면 초고층 건물의 화재진압 및 장대터널에서의 화재진압에 있어서 현재 사용되고 있는 소방호스 보다 개선된 화재 진압 및 안전한 퇴로를 확보하는 측면에서 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.277-291
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• 2020

쉴드 TBM은 기존 재래식 터널(Drill and Blast)에 비하여 터널을 굴착하는 지반 및 선형조건에서 적용범위가 넓은 공법으로 대단면, 대심도, 초연약지반에서의 터널링 공법으로 중요성이 부각되고 있으며, 현재 13.3 m의 대구경 slurry 쉴드 TBM이 한강 하부 통과를 위한 시공을 준비하고 있다. 쉴드 TBM은 이수압식과 토압식 쉴드 TBM으로 구분되고, 각각의 특성에 따라 시공 중 관리 항목이 달라진다. 본 논문에서는 연약지반에 주로 시공되는 이수압식 쉴드 TBM을 대상으로 장비형식, 발생기원, 적용 사례 및 트러블 사례를 분석하였다. 또한, 적정 챔버압, 장비 전방으로의 이수 분출(또는 누수)가능성을 토피고 조건에 따라 2D 및 3D 모형실험 실시하였다. 이를 토대로 연약지반 조건에서 이수압식 쉴드 TBM 시공 시 적정 굴진면 토압과 챔버압 예측을 위한 기초 및 참고자료 제공 그리고 토피고 조건에 따른 이수분출 위험 높이를 제안하여 이수분출로 인한 안정성 및 환경요인 저하원인을 최소화하기 위한 방안을 제안하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1900-1906
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• 2008

신도시 개발 등으로 대도시의 생활권이 확대됨에 따라 수도권 교통의 광역화가 지속적으로 진행되고 있어 대도시권내의 광역교통문제해소 및 혼잡비용 최소화를 위한 체계적이고 지속 가능한 장기 마스터플랜 구상이 필요하게 되었다. 이에 따라, 최근 경기도에서는 동탄 신도시와 서울 강남을 20분대에 연결할 수 있는 대심도 급행전철 사업을 구상하였다. 국토부에서는 경부고속철도 2단계와 호남고속철도 완공에 따른 선로용량 부족해소와 수도권 및 경기 남부 지역 주민들에게 고속철도 서비스제공을 위한 강남권 고속철도 노선(수서${\sim}$동탄${\sim}$평택) 건설이 필요한 것으로 "수도권 철도망 개선방안 연구용역(2007.12)" 결과를 발표하였다. 경기도에서 추진 중인 광역급행전철과 강남권 고속철도 노선이 중복됨에 따라 국토의 이용 효율성 향상과 국가재정의 효율적 투자를 위해 고속철도의 선로 여유용량을 활용한 광역급행전철 혼용에 대한 검토가 필요할 것으로 판단된다. 따라서, 본 연구에서는 고속철도와 광역급행전철을 혼용 운행할 경우 노반분야 및 E & M 기술조건, 중간역 계획, 열차운영계획 등의 분석을 통해 최적화된 혼용운영 방안과 사업비 절감효과 등을 제시함으로써 동일선로에서 이종의 열차가 운행됨에 따른 철도사업의 투자효율성 제고 방안을 제시하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.483-494
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• 2022

도심지 지상공간의 포화로 인한 지하공간 개발은 지속적으로 증가하고 있으며, 지하공간은 교통, 상하수도, 통신구, 전력구 및 각종 복합 문화 공간으로 활용되고 있다. 지하공간을 굴착하는 대표적인 방법으로 국내에서는 NATM (New Austrian Tunneling Method)과 같은 화약을 이용한 발파 공법이 주로 사용되어왔다. 하지만, 발파 공법은 터널 굴착 시 진동과 소음을 유발하기 때문에 굴착 인근 지역 주민들의 민원이 많이 발생한다. 최근 도심지 대심도 지하공간 굴착공사가 증가하고 있어 발파 진동과 소음 저감을 위한 근본적인 노력과 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 GTX-A 노선 일부구간의 현장 발파 진동 계측자료 및 지반조사자료와 설계자료를 활용하여 동일 발파, 터널조건에서 심도에 따른 발파 진동 변화를 수치해석을 통해 예측하고자 한다. 또한 발파 위치 직상부로부터의 이격거리에 따라 발파 진동의 감소 경향을 분석하여 주택가와 같은 인구 밀집 지역으로부터 필요한 이격거리를 제시하고자 한다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제9권9호
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• pp.721-736
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• 2019

본 논문에서는 대심도에 위치한 지하역사(지하 6층) 및 터널에서 화재가 발생했을 경우 제연설비 작동에 따른 연기의 거동을 측정하였다. 열풍기를 이용하여 열부력 효과를 구현한 연기발생장치를 이용하여 화재연기를 생성하였다. 화재발생 위치는 승강장 위 및 스크린도어 외부에 위치한 터널부의 승강장 위의 2가지 위치를 선정하였다. 승강장 화재발생시 승강장에 설치된 환기구를 통하여 연기가 배출되도록 하는 제연모드가 일반적인데 본 연구에서는 승강장 양단에 위치한 터널부의 환기구를 통한 배기도 같이 동작되도록 설정하여 실험을 수행하였다. 다양한 위치에서 연기농도 및 풍향풍속을 측정하였고 화면을 취득하여 연기의 이동 및 제연을 분석하였다. 승강장 내부에서 화재가 발생하였을 경우와 선로부에서 화재가 발생하였을 경우 승강장의 송풍기의 제연모드 동작과 터널의 송풍기의 배연 동작으로 인하여 연기배출이 원활하였고 화재 발생 인근 구역으로의 연기전파가 억제되었다. 본 연구에서 제시한 승강장 및 승강장 양단부의 터널에 적용되는 송풍기를 같이 운전하는 제연모드를 통하여 승강장 화재 및 화재열차 정차시 화재 연기로부터 승객들에게 보다 안전한 대피환경을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.177-188
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• 2019

횡류식 환기 시스템이 설치된 터널에서 급, 배기구 포트 개구면적의 최적화는 외부로부터 터널 내에 급기되는 신선공기의 분배를 균일하게 하고 터널 내 오염물질을 효율적으로 배출하여 터널 이용자에게 안전하고 쾌적한 터널 환경을 제공하기 위한 것이다. 이를 위하여 횡류 환기방식이 적용된 대심도 복층터널 내부에 균일한 급기 또는 배기풍량을 얻기 위해서 급, 배기구 포트 면적계산 및 최적화하기 위한 프로그램이 개발되었다. 개발된 포트 면적 계산 및 최적화 프로그램의 신뢰성 확보를 위해 현재 운영 중인 반횡류 환기방식을 적용하고 있는 터널의 덕트 내 풍속을 측정하였다. 또한 동일한 터널에 대한 3차원 수치해석을 수행하였고 CFD 결과를 측정된 값과 비교하였다. 분석결과, 프로그램이 예측한 값과 현장측정결과의 오차율은 약 6.72%를 보이고 있으며, 3차원 수치해석 결과와의 오차율은 약 4.86%로 나타났다. 두 결과 모두 10% 이내의 오차율을 보이고 있으므로, 이 포트 개구면적 최적화 프로그램을 사용해서 횡류식 터널의 급기 및 배기 포트의 최적화 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.339-357
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• 2021

도심지에서의 교통인프라 개발이 활발해 지고, 대심도 지하터널을 이용한 도시의 기반시설 확충으로 인하여 기존 운영되거나 설치된 시설물 또는 구조물 상호 간의 근접시공이 많이 이루어지고 있다. 이에 따라 근접시공으로 인한 시설물 또는 구조물에 미치는 안정성 확보여부는 중요한 이슈가 되고 있으며, 관련법에 의하여 지하터널공사에 따른 지하안전영향 평가를 반드시 수행하여야 한다. 본 연구에서는 근접시공으로 인한 정거장구조물 의 거동특성을 파악하기 위해 동북선도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 6호선 고려대역 정거장 구조물을 대상으로 신설터널에 의한 기존 구조물에 미치는 안전영향평가를 수행하였다. 이를 위하여 정거장구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 검토와 3차원 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였다. 구조물 손상도 평가, 궤도 틀림 및 기존 구조물과 건물 안정성 평가 결과 근접터널공사에 따른 기존 정거장 구조물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 도심지 터널공사에서 근접시 공시 기존의 인접구조물에 미치는 영향을 사전에 검토하는 경우 기본적인 기초 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.45-65
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• 2022

본 논문에서는 유한차분해석 프로그램인 FLAC을 이용하여 사질토 지반을 지지하는 지하연속벽을 모델링 하고, 내진해석을 수행하였다. 그리고 수치해석 결과를 동일한 조건에서 수행된 원심모형실험 결과와 비교하여, 흙막이 구조물의 내진해석을 위한 수치 모델링의 적정성을 검증하였다. 전반적으로 벽체에 발생한 모멘트 분포도가 매우 유사하였고, 지하연속벽의 상단과 배면지반에서 산정한 가속도의 최대값이 약 5%이내의 차이를 보이는 것으로 나타났다. 검증된 모델을 활용하여 다양한 지반조건과 굴착조건, 그리고 입력하중 조건에서 동적 수치해석 변수연구를 수행하였다. 지진 중 가시설 벽체와 지보재에 발생한 최대 응력을 굴착 중 발생한 최대 응력과 비교하여, 내진설계가 필요한 흙막이 가시설 조건을 개략적으로 선정하였다. 토사지반을 지지하는 흙막이 벽체는 재현주기 100년의 지진하중에 의해 벽체 모멘트가 최대 17%까지 증가하였고, 특히 느슨한 토사층에 위치한 지보재는 최대 32%까지 축력이 증가하여 구조설계를 위한 내진해석이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.597-610
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• 2022

중간주응력을 고려한 마찰재료의 파괴거동에 대한 확고한 이해는 대심도 보어홀 안정성 및 단층해석 등과 관련된 현장 적용의 고도화를 위한 필수적인 과정이다. 본 연구는 진삼축압축 조건을 물리적으로 구현하는 장비를 설계·제작하였으며 마찰재료로 제작된 석고 시료에 대한 진삼축압축시험을 통하여 재료의 파괴거동 특성을 논의하고 삼차원파괴함수의 적용성을 검토하였다. 진삼축압축시험을 위한 석고 재료는 52(w) × 52(l) × 104(h) mm의 직육면체 시료로 성형하였으며 다양한 조합의 𝜎₃, 𝜎₂의 조건으로 총 24회의 진삼축압축시험이 수행되었다. 또한, 삼차원 파괴기준식의 파라미터로 사용되는 석고의 강도정수 측정을 위하여 전통적인 일축압축시험 및 삼축압축시험이 수행되었다. 석고 재료의 응력-변형 특성은 중간주응력과 최소주응력의 차이가 클수록 취성거동이 더욱 강하게 나타났으며, 시료의 강도 및 변형은 중간주응력의 변화를 반영하는 것으로 평가되었다. 주응력 좌표계에서 시험 데이터에 대한 비선형 다중회귀분석을 수행한 결과 수정 Wiebols-Cook 파괴기준 및 수정 Lade 파괴기준이 석고 시료에 대한 삼차원 파괴기준으로 가장 적합하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.469-475
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• 2022

최근의 구조물공사는 건물과 근접하여 대규모, 대심도 지하굴착 공사로 흙막이벽과 버팀보의 설치가 복잡해지고, 구조물 슬래브의 간섭을 피하기 위한 버팀보의 단수가 많아졌다. 이러한 시공공정은 구조물의 시공이음 개소의 증가와 누수 및 벽체균열 증가를 유발하는 요인이 되어 구조물 전체의 내구성과 시공성 저하 및 공사기간의 증대로 이어졌다. 본 연구는 시공이음 개소를 축소하기 위한 방안으로서 버팀보 2단을 동시에 해체하는 것을 계획하고, 이를초기가정토압에 의한 반력 값과 현장의 계측치를 응답비로 가정하여 토압을 보정하였다. 반복시산법을 통해 보정토압을 재 산정한 후, 버팀보 2단 동시해체가 가능함을 수치해석으로 검증하였다. 최종 보정 토압을 적용한 수치해석결과, 설계반력에 대한 계측 값이 최대 197%로 나타났다. 이는 지반에 시행한 그라우팅의 효과와 설계 시 지반 특성치를 다소 과소평가한 데에서 기인된 것으로 분석되었다. 본 연구에서 수행한 응답비를 고려한 보정토압 산정결과를 바탕으로 버팀보 해체공정의 개선이 가능함을 해석적으로 입증하였다. 또한 이를 바탕으로 시공이음 축소로 누수에 의한 균열 감소와 시공성도 개선되어 전체적인 공기의 단축도 가능할 것으로 검토되었다. 그러나 현장마다 지반여건과 가시설 및 보강공법 등의 차이가 있어 이를 적용하기 위해서는 충분한 검토와 확인이 필요할 것으로 판단된다.