• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.165-172
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• 2001

본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제2권1호
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• pp.130-138
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• 2000

본 연구에서는 수평보강재로 보강된 터널 막장의 거동에 관한 매개변수 연구결과를 다루었다. 매개변수 연구에서는 막장주변의 3차원 응력-변형율 거동을 보다 효율적으로 모델링하기 위해 3차원 유한요소해석 모형을 적용하였으며 보강패턴에 따른 막장의 거동을 고찰하기 위해 다양한 경계조건에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과를 토대로 막장의 응력해방-변위거동의 관계를 고찰하였으며, 보강패턴과 막장 변위의 정성${\cdot}$정량적인 관계를 제시함과 아울러서 향후 수행될 반경험적 설계/해석법의 개발을 위한 데이터베이스를 구축하였다. 한편, 해석결과 보강재 타설수 및 길이 등 각 보강설계 인자에 대한 임계치가 존재하는 것으로 나타났으며 따라서 보다 안전하고 경제적인 설계를 위해서는 이를 고려하여야 할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.427-435
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• 2008

본 연구에서는 지반등급 V중에서 막장자립이 곤란한 지반에 대해 지반고유의 지지력을 최대한 이용하기 위한 굴착공법 및 적정벤치길이에 대해 검토하고, 보조공법으로 막장볼트를 적용할 경우 타설 패턴, 타설 개수에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지에 대해 3차원 FEM해석을 수행하였다. 보조벤치 병용전단면공법이 조기 단면폐합으로 변위를 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 타설 패턴으로는 격자상, 교호배치형(지그재그형), 원주상순으로 변위억제효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 타설 개수 증가에 따라 막장축방향 수평변위에 대해 억제효과가 있는 것으로 분석되었으며 보조벤치 병용 전단면공법굴착시공의 경우 막장부 $1.5m^2$에 1개의 막장볼트(격자상) 타설로 막장면 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.265-273
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• 2006

터널 시공 시에 관찰되는 막장의 상태는 굴착예정 막장의 지질상태를 가장 잘 표현하며, 지보패턴의 결정에 큰 영향을 미치므로 막장지질조사는 매우 중요하다. 따라서 막장지질조사를 통해서 단순히 암반평가만을 수행하는 것이 아니라 터널 시공 중에 영향을 미칠 수 있는 모든 지질요소 등을 관찰하여 다음 시공 막장의 지반상태를 예측하여야 한다. 그러나 현재 막장지질조사 시 기술 및 경험, 시간적인 제약 등으로 인한 한계로 조사결과를 시공에 충분히 반영하지 못하는 것이 현실이다. 본 연구에서는 기 시공된 국내 터널의 막장관찰기록지의 기록상황을 집계하여 막장지질조사의 문제점을 분석하고 그 개선 방안을 제시하였다

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.79-89
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• 2012

본 논문은 터널 굴착시 막장면 안정성 확보를 위한 막장폐합비에 따른 막장면 응력 및 지반거동을 분석하기 위해 실내모형실험 및 수치해석적 분석을 실시하였다. 실내모형실험에서는 터널막장면의 폐합비와 토피고에 따른 막장면 응력 및 지반의 거동을 실험하였다. 실내모형실험 결과를 검증하기 위하여 2차원 수치해석을 실시하였으며 이들 서로의 결과들을 비교 분석하였다. 그 결과 막장 폐합비가 증가할수록 터널 막장면 안정성 확보가 가능할 것으로 판단되며 막장 폐합비가 80% 이상일 경우에는 막장 안정성에 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 향후 경제적인 터널 막장폐합시스템을 개발하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.11-22
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• 2009

터널 굴착 대상지반의 강도 및 강성이 낮은 경우 막장안정성을 확보하기 위해 분할굴착공법 또는 적절한 보조공법을 병용한다. 본 연구에서는 기존 문헌을 중심으로 막장평가 기법에 대해 정리하고 보조벤치 병용 전단면공법 적용 시 지반의 변형 강도특성에 따른 막장보강의 필요성 유무와 보조공법으로 페이스볼트를 채택할 경우 타설 길이, 타설 밀도, 보강범위에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지를 알아보기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 막장 안정성에 대해 문헌에 의한 이론적인 평가기법과 FEM수치해석결과를 비교 분석한 결과 상대적인 차이는 있으나 막장볼트를 통한 막장안정의 효과에는 일치하는 경향을 보였다. 검토대상 지반조건에 대해 막장볼트의 타설형태는 길이 1.0D(D:터널 폭)이상, 격자상 타설(1개/$1.5\;m^2$), 상부 반단면 $120^{\circ}$ 보강시 가장 효과적인 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.186-192
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• 2018

최근에 독일터널위원회(German Tunnelling Committee DAUB)에서 TBM 막장지보의 새로운 계산법을 발표하였다. 이에 따라 보쿰시에 위치한 Ruhr 대학의 Zdenek Zizka와 Markus Thewes가 새로운 방법에 대해 활발한 논의를 하였다. 이러한 권유사항은 다양한 터널막장 지보 계산방법에서 지반조건에 따라 가장 적절한 계산법을 선정하는데 도움이 된다.또한, 막장에 적용되는 지반압 혹은 지하수압에 따른 막장안정 계산법들을 논하였다. 이 보고서에는 Zdenek Zizak and Markus Thewes의 터널 막장지보 계산법에 대한 기술적 논의를 구체적으로 설명하는 것이 목적이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.91-100
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• 2002

본 논문에서는 수평보강재로 보강된 터널막장의 거동에 관한 내용을 다루었다. 터널막장 보강공법에 있어서 보강조건이 막장의 수평변위 및 지표침하에 미치는 영향을 고찰하기 위해 축소 모형실험을 수행하였다. 실험결과 수평보강재로 터널막장을 보강할 경우 막장의 변위 및 지표침하가 현저히 감소하는 것으로 나타나 도심지 터널시공에 있어서 지반거동 억제를 위한 보조 공법으로서 효과적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 아울러 지반거동 억제 효과는 보강조건에 따라 현저히 차이를 보이는 것으로 나타났다. 본 고에서는 연구결과를 종합하여 실무 적용시 주안점을 고찰하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.323-336
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• 2003

최근 얕은 심도를 가지는 연약한 지반에서의 터널 굴착이 요구됨에 따라 터널보강공법의 변화가 필요하게 되었다. 본 연구에서는 불량한 지반을 대상으로 한 도심지 터널에서 일반적으로 무시되는 전방 코어의 변형을 제어할 수 있는 막장 수펑보강의 효율성을 평가함으로서 터널의 안정성 향상 방안을 제시하고자 한다. 즉, 막장전방의 체계적인 사전보강으로 막장자체의 안정성을 향상시키며, 부수적으로 최종 천단변위 및 지표침하와 같은 지반거동을 억제할 수 있다. 막장의 수평보강 방법을 적용한 3차원 수치해석을 이용하여 지반조건 및 보강 조건에 따른 터널 거동 변화를 산정할 수 있었다. 결과적으로, 막장 수평보강후 막장 압출변위는 크게 줄어들며, 막장전방에 대한 보강공법과 병행할 경우 그 효과가 증가되었다. 특히, 불량한 지반일 수록 막장보강에 의한 지반거동 억제효과가 크게 나타나게 된다.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.467-475
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• 2006

최근 국외에서는 터널막장의 안정을 위해 막장볼트의 시공실적이 급증하고 있고 관련된 많은 실험, 계측 등의 자료가 발표되고 있지만 현장마다 지반조건, 볼트 종류가 틀리기 때문에 설계 단계에서 최적의 타설개수를 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 우선 현장조사를 통하여 사용되는 막장볼트의 종류, 개수 등을 분석하였다. 이결과 막장볼트는 다른 공법과 병용하여 사용되는 경우가 많기 때문에 지반조건과의 상관관계는 보이지 않았다. 또한 현장조사를 바탕으로 한 실내시험 및 수치해석을 통해 터널 막장이 볼트로 보강되었을 경우 지반 및 볼트의 거동을 분석하였으며 특히 타설개수에 초점을 맞추었다. 실험결과 막장볼트의 개수가 증가할수록 지표면 침하 및 막장수평변위는 지수함수 형태의 변위감소 분포를 보이고 있는 것으로 나타났다.