• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.115-126
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• 2019

최근 도심지 차량 정체 해소와 주변환경을 개선하기 위하여 도심지 지하공간을 활용하는 대심도 복층터널 설계 및 시공 기술개발 연구가 진행되고 있으며, 네트워크형 복층터널은 단면이 작고, 평지 하부에 시공됨에 따라 입 출구의 경사가 가파른 특징이 있는 교차로 형태를 가지며 화재발생시 화재연기가 매우 빠르게 전파되어 인명피해 발생이 우려된다. 따라서 본 연구에서는 교차로에 화재연기 확산지연장치를 설치한 경우와 미설치된 경우에 대하여 화재연기 확산지연효과를 분석하였다. 화재연기 확산지연장치를 교차로에 설치하였을 시 화재발생 후 270초까지 화재연기가 지연되었으며, 화재연기 확산지연장치의 차단면적이 커질수록 인명피해 예방에 도움이 될 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권9호
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• pp.37-50
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• 2021

최근 도심지구간에서 지하공간을 활용한 도시 기반시설 구축으로 인하여 시설물 상호 간의 인접한 근접 시공이 많이 이루어지고 있으며, 근접시공으로 인한 기존 시설물의 안정성과 관련된 민원이 상당한 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 대심도 도심지 구간에 신설되는 도시철도 터널의 근접시공으로 인한 기존 지하철의 터널구조물의 거동특성을 파악하기 위해 동북도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 6호선 터널구조물을 대상으로 연구를 수행하였다. 기존 지하철 터널구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 개략적인 검토와 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였으며, 건물 손상도 평가, 궤도틀림 및 구조물 안정성 검토결과 근접시공에 따른 지하철 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 대심도 도심지 터널 건설에 따른 기존 터널 구조물 및 주변 건물의 안정성에 미치는 영향을 평가할 수 있는 실용적인 참고 자료뿐만 아니라 터널 지하안전영향평가에 대한 실무 적용사례로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.31-41
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• 2010

본 연구에서는 실험 및 수치해석적인 접근방법을 통하여 대심도 과지압 구간에서 발생하는 암반의 스폴링(spalling) 및 팽창모드에 대한 모델링 기법을 연구하였다. 이에 대한 실험적 접근 방법으로서 축 방향 압축을 받는 직사각형 인공암석보(beam)에 4점 휨 시험을 결합한 축방향 압축 휨 시험을 수행하여 대심도 지하공간의 응력모드와 유사한 조건 하에서의 암석의 균열 팽창 및 스폴링 과정을 고찰하였다. 또한, 수치해석적 접근방법으로서 기존의 연속체 해석으로는 모사하기 힘든 암석의 균열과정 및 팽창특성을 개별 입자해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 모델링 하였다. 본 연구 결과 휨 실험에서 구한 팽창시점은 스폴링에 요구되는 응력수준을 평가하는데 중요한 지표가 됨을 알 수 있었으며, 또한 수치해석 결과도 유사한 결과를 모사할 수 있음을 보여주었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.47-58
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• 2005

지하공간의 효율적인 이용을 위하여 여러 분야에서 활발한 연구와 개발이 이루어지고 있으며 최근 들어 해안지역의 대심도 굴착을 통한 지하공간 활용방안에 관한 연구와 시공이 지속적으로 이루어지고 있다. 해안지역 및 매립지반의 침투류 거동은 조위영향에 의한 부정류 흐름이 발생되므로 부정류 흐름해석의 지배인자인 불포화토의 함수특성에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 불포화 함수특성에 따른 대심도 굴착지역의 침투류 거동을 분석하기 위하여 해안 준설매립지역 토사에 대한 함수특성시험을 수행하였으며, 불포화 함수특성에 따라 침투류 해석을 수행하여 실제 계측된 침투유량과 비교 분석하였다. 해안 매립지 토사에 대한 함수특성시험 결과 및 함수특성 계수에 대한 분석결과, Fredlund and Xing의 경험방정식이 해안 매립지반 토사에 대하여 높은 정확도로 실험결과 값을 나타내었다. 함수특성을 고려한 침투해석 결과, 부정류해석 결과가 정류해석 결과에 비하여 양수시험 결과 및 실제 계측된 용수량과 근접한 침투유량이 도출되어 해안 준설매립지반과 같이 불포화토 특성이 지배적인 지반에 대해서는 함수특성을 고려한 부정류 침투해석을 적용하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3518-3524
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• 2015

우리나라의 강수 특성은 지역 및 계절에 따라 편차가 매우 심하여, 연 강수량의 절반 이상이 여름철에 집중되어 내리고 지역적인 차이도 크게 나타나고 있다. 또한 기후변화 등으로 인해 게릴라성 호우 등과 같이 강우강도가 큰 호우가 빈번히 발생하고 있어 불투수지역이 넓은 도심지의 홍수방어가 매우 어려운 실정이다. 그러므로 홍수저감을 위해 우수관의 설계빈도 상향조정이나 빗물펌프장이나 유수지 건설 등과 같은 구조적인 대책이 다수 수행되고 있으며, 극한 홍수가 빈번히 발생하는 지역에서는 첨두홍수량을 하류로 배제하거나 저류하기 위한 방수로나 저류조 건설이 고려되고 있다. 그러나 1년에 1~2회 정도 사용하는 방수로나 저류조 건설에 막대한 예산을 투자하는 것에 대한 국민적인 반발도 존재한다. 그러므로 도심지의 또 다른 문제인 교통량 분담을 위한 대심도 도로터널을 동시에 건설하여 교통문제와 자연재해를 동시에 해결할 수 있는 다기능 대심도 터널에 대한 관심이 급증하고 있다. 본 연구에서는 도로터널과 수로터널의 설계기준을 살펴보고 국내에 적용이 가능한 형태의 다기능 복층터널 형태를 제안하였으며 고려해야 할 설계기준을 제안하였다. 이를 통해 향후 다수 건설될 다기능 대심도 복층터널의 설계기준 방안을 제시하고 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.21-28
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• 2018

대심도 연약지반을 개량하여 상부에 개설되는 도로 등 각종 시설물의 안전을 확보하기 위해서는 공용개시 후 잔류 침하량에 대한 명확한 이해를 바탕으로 한 합리적인 설계관리기준의 설정과 예측 값 산정이 매우 중요하다. 그러나 지난 수십 년 동안 낙동강 하구 일원 등 대심도 연약지반상의 지반개량을 통해 조성된 부지에서는 설계단계에서 예측한 잔류 침하량을 크게 상회하는 침하가 발생하여 많은 시설물의 파손과 아울러 사회적인 논란을 야기되고 있음에도 이에 대한 연구는 거의 전무한 실정이다. 본 논문에서는 공용하중 개시 이후 장기간에 걸쳐 발생하는 잔류 침하에 대한 기초적이며 실무적인 연구를 위해, 대심도 연약지반개량을 통해 조성된 부지에서 약 10년에 걸쳐 측정한 침하계측결과를 이용하여 장기 침하거동 양상을 분석하였다. 그 결과 계측된 잔류침하량은 점성토층의 두께의 차이로 지점별로 차이가 있으나 침하양상은 모든 계측결과가 유사하였으며, 쌍곡선 함수식을 이용한 장래 잔류침하 예측결과와는 매우 좋은 일치를 보였다. 또한, 하부 미개량층에서 발생한 침하량이 전체침하량의 대부분(62-76%)을 차지하는 것으로 확인되어 개량층을 대상으로 허용침하량을 규정하고 있는 국내의 현실에 좀 더 신중한 고민이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.313-323
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• 2019

대심도 터널은 기 개발된 도시의 부족한 배수관망 능력을 보강하기 위하여 지하에 설치하는 대규모 도시홍수 배제 시설물로 역 사이펀 관로 형태를 하고 있는 시설물이다. 대심도 터널과 같은 구조에서는 하류에서 발생한 불규칙 단파에 의하여 터널의 수리적 안정성에 문제가 발생한다. 본 연구에서는 국내 최초로 건설 중인 '신월 빗물저류배수시설'의 수리적 안정성에 불규칙 단파가 미치는 영향을 알아보기 위하여 다양한 홍수유입 시나리오에 대하여 수리모형실험을 실시하였다. 본 연구에서 수행한 수리모형실험 결과 하류에서 발생한 불규칙 단파가 상류로 이동하면서 관 내 포집되어 압축상태인 공기덩어리를 밀어내는데, 이 공기덩어리가 상류 수직유입구를 통하여 급배기 되는 과정에 수직유입구를 질식시키고 홍수유입을 차단하여 월류가 발생하는 것으로 판단된다. 또한 불규칙 단파의 이동속도를 분석한 결과 불규칙 단파가 이동하면서 에너지를 전달하고 이때 관 내 압력 상승 및 불규칙 단파의 속도 증가분이 발생하는 것으로 판단된다. 대심도 터널의 수리적 안정성에 중요한 역할을 하는 불규칙 단파의 크기 및 속도 예측을 위한 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.243-269
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• 2021

2010년대 이후 고준위 방사성폐기물 심층처분, 지하 CO₂ 저장과 시추공 조사 기반 심지층 특성화를 대상으로 한 연구 및 실용화 프로젝트의 사회적 중요성이 점차 높아지고 있다. 이와 관련하여, 대심도 암반의 수리 특성에 대한 정량적이고 신뢰성있는 정보를 얻을 수 있는 현장 시험 기술의 필요성도 크게 증가하고 있다. 수년간의 연구 개발을 통해 자체 기술력으로 설계, 제작된 핵심 장치들을 기반으로 대심도 시추공 수리특성 조사 시스템(DHTS)을 독자적으로 구축하였다. 이 시스템을 사용하여 경주시 중생대 화강암과 퇴적암 지역에 위치한 심도 1 km 급 시추공 2개소에서 고정밀도 정압 주입시험을 성공적으로 수행하였다. 현장 시험에서 미세 유량 주입/조절 모듈을 사용하여 0.01 l/min 미만의 매우 낮은 유량 측정이 가능하였다. 본 논문에서는 DHTS의 주요 특성을 소개하고 대심도 저투수성 암반 환경 하에서 수행된 고정밀도 시험 결과에 대해 간단히 논의하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.67-78
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• 2022

본 연구에서는 준설점토가 상부에 매립된 해안가 대심도 연약지반의 계측결과를 분석하고 현재의 시방기준과 비교하여 그 결과를 바탕으로 대심도 연약지반 개량공사에 사용되는 각 계측별 계측기 선정, 설치, 데이터 정리 및 분석에 대하여 적합한 안을 제안하였다. 간극수압계의 경우, 연약지반 현장 여건을 고려하여 예상 가능한 측정 범위의 1.5배 이상 정도의 계측 범위가 가능한 게이지를 적용하는 것이 바람직하다. 수평배수층에 설치되는 지하수위계는 성토 중 지하수위의 변화, 집수정 및 수평배수층의 성능을 확인하는 것으로 성토 중에는 지하수위가 수평배수층 내부에 존재하도록 관리하는 것이 중요하다. 대심도 연약지반에서 지중경사계의 설치심도는 N치가 40 이상인 풍화암 또는 연약지반 하부의 자갈층에 설치하면 충분하다. 층별침하계는 스크류타입을 설치하는 것이 바람직해 보인다. 그러나 스크류타입 게이지가 자중에 의한 침하가 발생하지 않아야 한다. 폐합 또는 결합측량시 수준측량의 허용오차는 침하가 크게 발생하는 준설매립지임을 고려하면 $\sqrt[10]{L}mm$(L은 편도거리(km)) 정도로 관리하면 충분하다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제30권12호
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• pp.8-19
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• 2014