• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.337-347
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• 2008

한계변형률은 지반재료에 대한 새로운 역학적 물성치중에 하나이다. 터널공학에서 정립된 한계변형률 개념은, 터널현장에서 계측된 변위를 이용하여 굴착지반의 변형에 대한 한계치 설정에 활용될 수 있다. 본 연구에서는, 실제 터널시공현장에서 계측된 변위를 분석하여 터널에 대한 정량적 안정성을 평가한 것이다. 특히, 터널막장 전방의 선행변위를 이용하여, 터널총변위 관점에서 한계변형률 개념을 검토하였다. 그 결과, 선행변위 유무에 따른 터널안정성의 변화 특성을 한계변형률 도표상에서 파악할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권1호
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• pp.67-77
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• 2007

본 연구에서는 NATM 터널 시공사이클에서 필수적으로 수행되는 천공작업 시 획득할 수 있는 정보를 통해 굴착 대상 암반의 특성을 평가하는 방안에 대해 고찰하였다. 활용 가능한 천공데이터는 천공속도, 피트압, 토크 등이 있으며, 이러한 인자들과 암반 특성들과의 상관관계를 규명하고자 하며 이러한 결과를 토대로 향후 정량적 발파설계를 위한 가이드라인을 제안하고자 하였다.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.643-648
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• 2014

터널의 굴착과정에서 막장전반부에 분포하는 절리를 예측하여 그들로 인한 붕괴를 예방하기위해 보강계획을 수립하는 것은 매우 중요한 사안이다. 그러나 빠른 굴착공정에서 절리의 분포를 충분히 조사하고 예측하는 것은 쉽지 않은 일이다. 본 연구는 굴착면 선단부에 분포하는 절리를 예측할 수 있는 새로운 통계적 기법을 제시하고자 한다. 제시될 방법은 단일 절리군에 대한 절리간격의 누적분포도를 이용한 절리분포의 예측이다. 누적분포도는 수평축에 절리를 동일간격으로 순차적 배열을 한 후, 수직축에 누적간격을 기준으로 각 절리를 하나의 점으로 표기한다. 이 도표에서, 표기된 점들이 선형을 이루면 절리의 분포양상이 규칙적임을 의미하며, 직선의 기울기는 절리의 간격을 의미한다. 기울기가 낮으면 절리사이의 간격이 적은 것 이다. 점들의 분포가 군집형을 이루면 이는 절리의 분포양상이 군집형을 이룸을 의미한다. 현장에서 조사된 자료를 누적분포도에 점기하면 특정 절리군에 대한 분포양상이 분포도에 표기될 것이고, 이 분포양상을 연장하면 앞으로 굴착될 굴착면 전방의 절리분포를 예측할 수 있을 것이다. 실 터널현장에서 10 m 간격에서 측정된 특정 절리군에 대한 누적분포도 분석이 수행되었으며 이를 기반으로 3 m 전방의 미 굴착구간에 대한 절리분포가 예측되었다. 예측결과를 실제 현장자료와 비교한 결과 누적분포도는 전방절리를 적절히 예측하고 있었다. 분포도의 특성상 점기된 절리들의 선형과 등간격의 군집형태는 그 자체로 절리의 분포가 규칙적이며 누적분포도의 예측이 정확할 수 있음을 의미하는 것이다. 그러므로 본 연구는 향후 누적분포도의 분포양상에 대한 고찰과 그 결과의 넓은 공유가 있기를 바란다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.403-421
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• 2023

도심지 내 지하구조물 개발의 필요성이 증가함에 따라, TBM 터널 시공 중 터널 굴진면 전방예측에 대한 연구가 꾸준하게 진행되고 있다. 본 연구에서는 TBM 터널 굴착 중 복합지반을 조우하는 상황을 모사한 유한요소(finite element) 수치해석 모델을 개발하였다. 개발된 수치해석 모델은 이론해와 실내실험으로부터 측정된 전기 비저항 결과값과의 비교를 통해 그 성능을 검증하였다. 이후 실제 터널의 형상과 지반조건, 측정전극의 배열 조건 등 전기 비저항 탐사에 대한 영향 변수를 설정하고 이에 따른 매개변수 해석을 수행하였다. 그 결과, 복합지반 내 경계면의 경사가 가파를수록, 복합지반을 구성하는 두 지반 사이의 전기 비저항 차이가 클수록, TBM 굴착 중 전기 비저항 측정값이 더 급격하게 변화함을 확인하였다. 또한, 보다 효율적이고 정확한 복합지반 예측을 위해 적절한 전극 간격 및 전극 배열 위치 선정의 중요성을 제고하였다. 결론적으로, 본 연구에서 개발된 수치해석 모델을 통한 터널 막장면 전방 복합지반 예측은 TBM 터널 시공 과제의 구조적 안정성과 경제적 효율성 증대에 이바지할 것으로 사료된다.

• 지질공학
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• 제23권1호
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• pp.67-77
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• 2013

주암댐 보조여수로 건설공사 터널 구간 중 사전 조사가 미치지 못하는 구간의 정보취득과 파쇄대의 정확한 위치 및 크기를 예측하기 위하여 일부 구간에 대하여 터널 내 탄성파반사법(TSP)탐사를 실시하였다. 공사 착공 전에 실시한 사전조사 결과(지표 지질조사, 전기비저항 탐사, 시추조사 등), TSP탐사 결과, 그리고 실제 현장 굴진면에 대한 지질매핑 결과를 비교하였다. TSP탐사는 사전조사에서 감지하지 못한 주요 파쇄대를 잘 감지해내었으며 이에 따라 초기에 계획된 보강 계획을 변경하였다. TSP탐사 예측결과와 현장 막장면 비교 결과 파쇄대가 발달한 지점이 대부분 일치하는 것을 확인할 수 있었고, 이를 통해 터널 굴진면 예측에 비용 및 시간을 최소화 할 수 있고, 높은 정확성을 갖고 있는 TSP탐사의 현장 적용이 유용한 것으로 판단하였다. 다만 TSP탐사법이 갖는 몇 가지 단점으로 인하여 현장 적용에 일부 제약이 뒤따르나 이를 보완한다면 터널 굴착시 전방 예측을 위해 비교적 높은 효율성과 신뢰성을 갖고 TSP탐사를 활용할 수 있을 것이라 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.247-258
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• 2004

본 연구에서는 터널내 탄성파 탐사로부티 터널막장 전방 파쇄대를 예측하기 위한 두 가지의 3차원 구조보정 기법을 제안하였다. 첫 번째 해석기법은 타원체의 원리에 기초한 것으로 터널 양쪽 벽면에서 각각 독립적으로 탄성파 탐사를 수행하여 얻은 2차원 해석 결과를 이용하여 3차원 구조보정을 수행할 수 있다. 두 번째 해석기법은 파전파 평면의 개념을 도입한 것으로 터널내 탄성파탐사를 터널 한쪽 벽면에서만 송신을 수행한 반면, 수진기는 양쪽 벽면에 설치한 경우에 적용할 수 있는 기법이다. 새로운 구조보정 기법을 현장 터널내 탄성파 탐사 자료에 적용해 보았다. TSP 시험자료를 이용하여 3차원 구조보정을 수행한 후, 그 결과를 터널 굴착과정 중 조사된 지질정보와 비교해 보았다. 그 결과 제안된 구조보정 기법을 통하여 불연속면의 형상을 비교적 정확히 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.183-197
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• 2004

최근 3차원 절대 계측 기술의 발달을 통해 터널에서의 3차원 계측 기술의 도입 및 결과의 활용에 대한 연구가 다양하게 시도되고 있다. 이러한 계측분석을 통하여 이방성 암반에서 터널 굴착 시 암반의 구조적 거동 및 영향이 파악될 수 있으며, 그에 따른 적절한 지보도 결정되어 질 수 있다. 터널 축에 대하여 서로 다른 연약대 특성, 두께, 방향성을 가지는 암반에서의 굴착에 영향을 확인하기 위해 3차원 해석이 수행되었으며, 내공변위의 function parameter가 계산되었다. 수치해석 결과는 오스트리아 알프스 산악터널의 비균질한 암반에서의 계측 결과와 비교분석 되었다. 현장의 계측결과와 수치해석 결과의 상관도가 높게 나타났으며, 이를 토대로 function parameter의 변화를 통해 막장 전방의 지반을 예측하는 것이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.115-128
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• 2006

불연속면 또는 연약대로 인해 야기되는 암반의 구조적 이방성과 비균질성은 터널의 변형 거동에 큰 영향을 미친다. 아무리 우수한 지반조사가 이루어진다 하더라도, 지역적 불확실성은 여전히 남아 있으므로 복잡한 지반 조건에서의 터널 굴착은 매우 어려운 작업이다. 이러한 불확실한 환경에서 터널 막장 전방의 지반 상태를 정확히 예측하는 것은 안전하고 경제적인 터널 건설에 필요불가결하다 할 수 있다. 따라서 본 논문은 3차원 수치해석을 통하여 암반의 이방성 및 비균질성의 영향을 평가하였다. 즉 터널 굴착으로 인해 야기되는 지반 거동을 분석하고 이에 대한 연약대의 폭과 강성 그리고 방향성의 영향을 정량적으로 평가하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 1999년도 제2회 학술발표회
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• pp.1-20
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• 1999

일본에서는 오래 전부터 물리탐사 기술을 토목${\cdot}$건설분야에 널리 활용해왔다. 특히 굴절법 탄성파탐사는 지반조사법으로 이미 확립되었다고 해도 과언이 아닐 정도로 산악 터널, 댐, 산사태 등의 조사에 주로 사용되었다. 그러나 사회의 가치관의 변화와 환경문제가 대두되면서 사용되는 물리탐사기술 및 그 적용범위가 많이 다양해졌다. 그리고 컴퓨터를 비롯한 디지털기술의 발달에 힘입어 측정기술과 해석기술이 발전함에 따라 짧은 시간에 대량의 데이터를 측정할 수 있으며, 객관성과 신뢰성이 높은 해석결과를 얻을 수 있게 되었다. 또한 지반의 가시화기술로 탐사결과를 보다 알기 쉽게 영상화할 수 있게 되었다. 최근에는 지반개량 효과의 판정, 터널 막장의 전방탐사, 지하수의 거동, 오염 및 정화 과정의 모니터링 등에 관한 물리탐사기술이 눈부시게 발전하고 있으며, 자연재해 방지를 위한 지반조사에도 널리 사용되고 있다. 현재는 3차원의 물리탐사 기술이 완성단계에 이르러 이의 토목${\cdot}$건설분야에 대한 활용이 눈앞에 와 있다.

• 터널과지하공간
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• 제21권1호
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• pp.1-10
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• 2011

최근 광섬유를 이용한 센싱기술은 비약적으로 발전하여 수 km의 광역지역에서 수mm 이하의 미소영역에 대한 계측 및 다양한 물리, 화학적인 측정을 가능하게 하였다. 또한 첨단 기술에 관련된 실험 및 선박, 항공, 교량 등 실제 구조물의 응답을 측정하여 건전성을 평가하는 시도가 이루어지고 있다. 본고에서는 광섬유 센서의 계측기술 및 터널, 도로 등의 구조물에 응용된 사례를 고찰하였다. 또한 당사에서 개발한 터널의 선행변위 계측을 위한 분포형 광섬유센서 방식인 OTDR센서의 적용 사례를 연구 성과로 소개하였다. 터널의 선행변위 계측은 안정성 평가를 위한 필요 조건으로 터널 막장의 전방 지질조건을 이해하는데도 도움이 되며, 향후 OTDR센서에 의한 터널 선행변위 계측은 기존 계측방법을 대체할 수 있을 것으로 기대한다.