• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.375-393
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• 2022

본 논문은 이수식 쉴드TBM의 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력에 대한 안정성 평가법의 제안에 대한 내용을 다루고 있다. 토피가 얇은 하·해저터널 건설을 위해 이수식 쉴드TBM 적용 시 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력 안정성을 평가하여야 하는데 현재 적용되는 이론식은 다소 복잡함에 따라 실무적으로 계산이 불편한 문제점이 있다. 본 연구에서는 이수분출 안정성 및 세그먼트라이닝 부력 안정성 평가방법을 고찰하고 터널 계획단계에서 간편하게 이수분출 안정성과 부력 안정성을 평가하는 간편도표를 제안하였다. 또한, 강도감소법을 활용한 세그먼트라이닝에 작용하는 부력 안전율을 평가하고 이론식에 의한 부력 안전율과 비교·분석을 수행하였다. 본 연구에서 제시된 이수분출 및 부력 안정성 평가를 위한 간편도표는 하·해저터널 계획 및 설계 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.498-506
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• 2009

복공식 압축공기 저장 터널의 라이닝은 고압의 공기압을 견뎌야 하므로 일반 도로터널 라이닝의 경우와는 다른 접근법에 의해 안정성 해석이 수행될 필요가 있다. 이에 따라 이 연구에서는 원통형 실린더의 탄성해 및 탄소성 해를 기반으로 하여 복공식 압축공기 저장터널에 설치되는 콘크리트 라이닝의 안정성 해석법이 제안되었다. 탄성해석의 경우 라이닝 내측 경계면의 항복개시조건을 라이닝 파괴기준으로 설정하였다. Mohr-Coulomb 항복기준을 적용한 탄소성 해석의 경우 최대 허용 항복 깊이까지 항복영역이 확대되는 조건을 파괴기준으로 설정하였다. 제안된 방법을 이용한 안정성해석 결과 라이닝의 내측 공기압과 배면하중의 상대적 크기가 라이닝의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상대적으로 추정이 힘든 배면하중의 정확한 예측이 라이닝 안정성 평가에서 매우 중요한 것으로 나타났다. 이에 따라 배면하중의 크기에 큰 영향을 주는 라이닝 설치시점 선택의 중요성이 강조되었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.51-66
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• 2003

최근 용지매입의 제한과 자연환경훼손의 최소화를 도모하는 사회적 환경으로 인해 대단면 근접병설터널 계획이 점차 증가하고 있다. 지금까지는 주로 중앙벽체부의 지지기능을 활용한 2Arch터널의 형태로 도심지 지하철의 정거장이나 고속도로의 일부구간에 계획되고 있으나, 대단면 근접병설터널에 대한 시공실적 및 설계사례가 부족한 국내에서는 이에 대한 역학적 거동과 합리적 시공방안에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서, 대단면 근접병설터널에 대한 국내·외의 설계 및 시공사례를 정리·분석하므로서 차후 제한된 구간에서의 터널계획시 합리적인 설계 및 시공이 되고자 하였다. 또한, 최근 도심지 구간에 계획중인 터널의안정성 검토 사례를 중심으로 터널 및 인접구조물, 중앙필러부 및 콘크리트 라이닝에 대한 상세 안정성 검토방법을 고찰함으로써 기존 병설터널의 거동특성과는 구별되는 대단면 근접 병설터널의 안정성 평가기법에 대한 방향을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.33-45
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• 2007

본 연구에서는 발파 시 발생되는 지반진동이 인접한 터널 지보재의 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 발파진동에 의한 터널의 역학적 안정성을 허용진동속도를 기준으로 검토하였다. 기존에 제시된 미광무국과 서울지하철에서 제시한 이론식, 그리고 수치해석 프로그램을 사용하여 허용진동속도를 초과하지 않는 발파이격거리를 산정하였고, 발파시 콘크리트 라이닝과 록볼트의 거동을 평가하였다. 콘크리트 라이닝의 구조적 안정성에 미치는 발파진동영향은 미미한 것으로 나타났으나, 록볼트에 미치는 영향은 상대적으로 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.37-50
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• 2001

최근 터널구조물에서 결함이나 변상이 많이 발생하고 있지만 터널구조물의 특수성으로 인하여 그 원인을 평가하거나, 상태 및 안전성 평가에 있어 많은 어려움을 겪고 있다. 따라서 보다 효율적인 안전진단 및 유지관리대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 터널에서의 정밀안전진단을 효과적으로 수행하기 위하여 터널 라이닝과 주변지반에 대한 비파괴 조사기술, 터널 라이닝의 구조적 안정성을 평가할 수 있는 해석기술, 그리고 터널의 변상원인 및 건전도를 판단할 수 있는 평가기술을 개발하여 터널의 열화 및 손상정도를 진단하고 터널의 유지관리를 위한 적절한 보수 보강대책을 제시함으로서 체계적인 터널 안전진단업무에 활용하도록 하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.150-159
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• 2011

수십 년 경과한 노후화된 터널에 대한 효율적인 유지관리를 통한 안정성 확보와 공용수명을 연장시켜야 할 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 재래식 터널은 주변 지반의 물리적 특성, 터널의 기하학적 특성, 지하수위 및 환경, 라이닝의 산화와 구성재료의 변상에 따라 터널의 안정성 및 사용성이 저하될 수 있다. 장기적인 측면에서 터널 구조물의 사용성을 증대시키고 효과적인 유지관리 방안을 마련하기 위해서는 각종 성능저하 현상, 손상정도 및 내구성을 장기적으로 점검해야 한다. 따라서 본 논문은 공용 중인 재래식 터널(American Steel Support Method, ASSM)의 안정성을 분석하기 위한 연구 내용으로서 1930년대와 1960년대의 시공된 터널을 각각 3개씩 선정하였고, 연구의 신롸성을 확보하기 위하여 충청지역, 경북지역, 강원지역, 전라지역 등 다양하게 하였다. 분석내용은 공용중인 재래식 터널의 라이닝의 보수 보강, 균열조사, 라이닝 두께 및 라이닝 강도 등을 조사 연구하여 비교 분석 하였고, 균열조사는 균열게이지, 공동현상은 GPR, 강도는 슈미트해머를 이용하여 재래식 터널의 비교 분석을 실시하였다. 분석결과 1930년대 터널은 균열발생이 더 많이 발생하였고, 라이닝강도도 높게 평가되었다. 라이닝두께는 1960년대가 더 두꺼운 것으로 확인되었으며, 비례적으로 공동현상도 1930년대보다 더 많이 발생한 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.389-399
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• 2016

해저 터널의 안정성 평가는 계측 변위 이외에도 응력, 수압 그리고 지반강성(열화) 등 다른 계측 정보를 사용해서 역해석 알고리즘에 반영하면, 그 효율성이 증대될 수 있다. 본 연구에서는 FLAC3D 프로그램에 내장된 FISH 언어를 사용해서, 기 구축된 변위-응력 기반의 차분진화 알고리즘을 수정 및 확장하였다. 확장된 차분진화 알고리즘에는 변위, 응력 정보 외에도 수압 및 지반 및 라이닝 열화 정보도 입력 인자로 사용되었다. 해저 터널 안정성 평가에 추가적인 계측 정보를 활용하면, 터널 역해석에 대한 오차율이 감소함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권12호
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• pp.69-84
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• 2011

본 연구에서는 NATM Composite 라이닝 공법을 실제 터널 현장에 도입하기 위한 적용성 연구를 수행하였다. 먼저 고품질 PC 패널을 생산하기 위한 최적의 증기양생 조건을 도출하였으며 터널 화재 시 피해를 최소화하기 위해 화재모형 실험을 수행하여 PC 패널 라이닝의 화재 거동 특성을 고찰하였다. 또한 실제 현장에 시험시공을 수행하여 NATM Composite 라이닝 공법의 시공성과 안정성을 확인하였고, 현장 배수실험을 실시하여 경량기포 모르타르의 배수성능을 검토하였다. 그리고 추후 NATM Composite 라이닝 터널 설계 시 효율적으로 PC 패널 라이닝 수량을 산출 할 수 있도록 PC 패널 최적 조합 프로그램을 개발하였으며 공사비 분석 및 VE 평가를 통해 NATM Composite 라이닝 공법의 경제성을 검토하였다. 본 연구 결과 NATM Composite 라이닝 공법은 국내 터널 현장에 충분한 적용성을 갖는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.197-207
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• 2001

1980년대 이래 국내 터널의 시공법은 원지반의 강성을 활용한 NATM이 주를 이루고 있다. 그러나 NATM은 터널내부에 설치되는 내부라이닝의 여러 가지 문제점을 내포하고 있기 때문에 노르웨이에서는 조립식 터널 라이닝(Pre-Cast Concrete Lining, PCL)을 개발하여 현장타설 콘크리트 라이닝의 문제점을 해결하고자 하였다. 그러나 노르웨이와 같은 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않고 있기 때문에 PCL공법 개발당시에 지진에 대한 영향을 고려하지 못하였다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 먼저 지진에 대한 영향을 분석하여야 할 것으로 판단되므로 본 연구에서는 PCL공법 적용시 지진에 대한 안정성 평가 및 합리적 내진해석을 위한 연구를 수행하고자 하였다. PCL의 내진성능을 판단하기 위하여 먼저 국내에서 주로 많이 사용되고 있는 해석기법인 유사정적해석법과 응답스펙트럼해석법을 이용하여 분석하였으며 지반과 구조물의 상호작용에 대한 영향을 분석하기 위해 시간이력해석을 수행하여 터널심도별 PCL의 내진성능을 분석하였다. 이와 같은 방법으로 PCL의 내진해석을 수행한 결과, 부재에 발생된 응력이 허용응력 이내에서 발생되어 PCL의 내진성능을 확보된 것으로 판단된다. 또한 시간이력해석에 의한 지반-구조물 해석을 수행한 결과에 의하면 PCL의 내진성능을 확보하기 위한 터널의 최소 토피고가 터널직경에 2배 이상인 것으로 확인되었다. 또한 단순 구조물의 내진해석만으로는 PCL의 내진성능을 과소평가할 우려가 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.227-235
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• 2006

최근 터널에서 균열, 누수 등과 같은 변상이 많이 발생하고 있어 터널의 안정성에 큰 문제가 되고 있으며, 기존 터널의 효율적인 안전 및 유지관리를 위해서는 터널 콘크리트 라이닝의 역학적 건전도를 평가하는 것이 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서 사용된 콘크리트 라이닝 모형 시험체는 실제 도로터널의 축소모형으로서 단일라이닝으로 구성되어 있으며, 하중조건, 라이닝 두께, 천단부 배면 공동 유무 및 강섬유 혼입률 등과 같은 라이닝 조건에 따른 모형실험을 실시하였다. 이러한 모형실험으로부터 터널 콘크리트 라이닝의 균열발생하중과 파괴하중, 처짐과 균열발생 형태를 조사하여 터널 콘크리트 라이닝의 변형 및 역학적 특성을 평가하였다.