• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.161-176
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• 1999

본 논문에서는 기존의 불연속 변형 해석(DDA) 방법에 대한 세가지 방향의 새로운 개선 방법들이 제시되었다. 이 개선 방법들은 암반 균열에서 암석 블록과 지하수 흐름의 수리-역학적 커플링, 연속적인 하중 재하 또는 제하, 그리고 록볼트, 숏크리트와 콘크리트 라이닝에 의한 보강으로 구성되었다. Shi (1988)와 Lin (1995)에 의한 기존 DDA 프로.그램은 이 방법들에 의하여 추가로 개선되었으며, 이 새로운 DDA프로그램에 대한 몇 가지 적용예들이 제시되었다. 또한, 경부고속철도 공사의 일부인 운주 터널의 지하굴착에 대한 시뮬레이션을 통하여 절리를 통한 지하수의 흐름, 굴착순서, 그리고 록볼트와 숏크리트에 의한 보강이 터널안정에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 절리를 통한 지하수의 흐름과 부적절한 굴착순서는 터널의 안정성에 악영향을 미치나, 한편 록볼트와 숏크리트에 의한 보강은 터널을 안정화 시킨다는 사실을 밝혀냈었다. 그 결과 세가지 개선방법이 추가된 DDA프로그램은 지하구조물 설계에 있어서 유용한 해석방법으로 사용될 수 있다는 사실을 보여주었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제20권3호
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• pp.25-38
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• 2002

터널 굴착선 여굴(Overbreak)은 발파공법에 의한 괄착 중에 필연적으로 발생하는 현상으로서 숏크리트, 라이닝 등의 보강비 추가 발생과 버력 처리량의 증대로 공기 및 공사비를 증가시키는 주요한 요인으로 작용한다. 또한 터널 굴착선 암반의 손상으로 균열층이 형성되거나 부석이 발생하여 안전문제를 야기시키기도 한다. 이러한 여굴 발생은 천공오차, 발파패턴의 오류, 잘못된 화약선정, 불규칙한 암반 특성 등에 그 원인이 있으나, 지금까지 터널 여굴은 천공 및 발파기술에 의해 좌우된다라는 인식이 대부분이었다. 그러나 여굴 발생에 중요한 원인으로 터널 굴착선 암반의 특성과 이에 적합한 발파패턴 및 화약류를 들 수 있다. 본 연구는 여굴 발생에 영향을 미치는 암반상태를 파악하기 위해서 터널 굴착선 주변암반의 균열정도, 강도, 불연속면의 간격, 방향, 간극, 충전물 상태 등의 6가지 요소를 이용하여 암반을 분류하는 발파암 분류법(BI)을 새로 제안하였고, 이 분류에 따라 외곽 공의 간격과 장약밀도를 달리 하는 발파패턴을 정립하였다. 또한 화약의 순폭도와 Air Deck 효과를 이용하여 장약밀도를 조절할 수 있는 N.D.C(New Deck Charge) 발파공법을 개발함으로써 여굴을 최소화할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.754-761
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• 2008

In general, stress measurement of existent shotcrete lining be used by pressure cells. but, measuring instrument is lost by high pressure at shotcrete lining construction and pressure cell's measurement value have to low believability by natural conditions like curing temperature. In this study, proposed techniques to measure without utilizing sensitive stress sensor in natural condition at point that want stress of shotcrete lining after shotcrete lining construction. Executed numerical analysis to forecast stress level that interact in tunnel shotcrete lining, measured strain of hole by load action through hole in shotcrete lining. 3D FEM(finite element method) is enforced through various parameters curing time of shotcrete lining, thickness, load condition. Different model cases applied by parametic study. As analysis result, it could grasp development possibility of method that propose this time because it could examine corelation with strain by near hole of shotcrete lining and stress about load condition.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.439-444
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• 2005

Shotcrete lining is likely to be deteriorated due to the ground water which the lining is exposed to. Some tunnel collapses seemed to be affected by shotcrete degradation were reported. But there isn't any assessment method of shotcret long-term degradation. So, Experimental technology for shotcrete long-term degradation modeling was developed in this study. The shotcrete long-term degradation modeling, developed in other study in Korea Institute of Construction Technology, require the time-history of volume change. Digital strain observation system was used to acquire the time-history of volume change. To verify the Strain Observation Digital System, the measurement using the system was compared to the one using a micrometer. Through this process, The experiment for shotcrete long-term degradation modeling was set up.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.407-414
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• 2004

Interfacial properties between rock mass and shotcrete play a significant role in the transmission of loads from the ground to shotcrete. These properties have a major effect on the behaviours of rock mass and shotcrete. They, however, have merely been assumed in most of numerical analyses, and little care has been taken in identifying them. This paper aimed to identify interfacial properties including cohesion, tension, friction angle, shear stiffness, and normal stiffness, through direct shear tests as well as interface normal compression tests for shotcrete/rock cores obtained from a tunnel sidewall. Mechanical properties such as compression strength and elastic modulus were also measured to compare them with the time-dependent variation of interfacial properties. Based on experiments, interfacial properties between rock and shotcrete showed a significant time-dependent variation similar to those of its mechanical properties. In addition, the time-dependent behaviours of interfacial properties can be well regressed through exponential and logarithmic functions of time.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.251-258
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• 2005

In this study, a new concept for simulating a long-term mechanical degradation mechanism of shotcrete in tunnels has been proposed. In fact, it is known that the degradation takes place mainly by internal cracks and reduced stiffness, which results mainly from volume expansion of shotcrete and corrosion of cement materials, respectively. This degradation mechanism of shotcrete in tunnels appears similar to those of the most kinds of chemical reactions in tunnels. Therefore, the mechanical degradation induced by a kinds of chemical reaction was generalized and mathematically formulated in the framework of thermodynamics. The numerical model was implemented to a 3D finite element code, which can be used to simulate behaviour of shotcrete structures undergoing external forces as well as chemical degradation in time. A number of illustrative examples were given to show the feasibility of the model in tunnel designs with consideration of long-term degradation effect of shotcrete quantitatively for increase of long-term safety of tunnels.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.61-70
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• 2014

일반적으로 건설재료 용도로 많이 사용되고 있는 유기섬유 보강 콘크리트는 섬유 자체의 인장강도 및 탄성계수는 낮지만, 휨거동, 균열에 대한 저항성 및 충격저항성 등의 특성은 우수하며, 내화학성이 뛰어나고 부식의 우려가 없는 것으로 널리 알려져 있다. 최근 해외에서는 유기섬유 보강재를 터널 숏크리트와 프리캐스트 세그먼트 라이닝, 교량 슬래브 및 PC제품 분야에서 일부 활용되고 있으며, 그 종류 또한 다양하다. 본 연구에서는 다발형 폴리아미드섬유를 혼입한 콘크리트의 휨거동 특성을 ASTM C 1609 및 KS F 2566에 준하여 하중-처짐 관계를 도출하여 유기섬유 보강 콘크리트의 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.64-71
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• 2009

The stresses acting on shotcrete lining of tunnel have been measured virtually by monitoring instruments installed during construction. However, the malfunction of instrument and the lack of consistency of signal have always been controversial, but re-installation of instrument after construction of tunnel lining is practically impossible. Therefore, authors have carried out the study to develop a new technique for estimating the stress acting on shotcrete lining during and after construction. In the technique, stresses of shotcrete lining can be estimate by the measurement of deformation of free face. Therefore, the relationships between the stresses of shotcrete lining and deformation of free surface are indispensable factor. In this paper, the parametric study using 2D FEM analysis was carried out to estimate the relationships between the stress level acting on the tunnel shotcrete lining and the deformation near the free face (e.g. artificial crack in this study). The distribution of stresses of shotcrete lining is also investigated in this study as the preliminary investigation for the large-scale tunnel lining test and detailed 3D FEM analysis.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.81-89
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• 2008

본 연구에서는 굴착이 진행 중인 터널 시공현장에서 계측변위를 활용하여 신속하게 터널의 안정성을 정량적으로 평가할 수 있는 기법을 새롭게 개발하였다. 이를 위해, 본 연구에서는 Critical strain 개념을 새롭게 도입하였으며, 굴착중인 터널의 안정성 평가에 이를 활용하였다. 본 연구에서 개발한 해석기법은, 굴착면에서의 변위값을 입력하여 주변지반의 변형률을 구하는 방법으로서, 기존에 제안된 해석기법을 재검토하여, 상대변위활용기법, 숏크리트 반영기법, 지반의 이방특성 반영기법을 새롭게 제안하였다. 아울러 본 연구에서 제안한 해석기법을 토대로 해석모듈을 개발하였으며, 개발된 해석모듈의 활용성을 평가하기 위한 검증을 수행하였다. 검증 방법으로는 먼저, 이론해석과 상용프로그램(Pentagon-3D, Flac-2D) 해석을 통해 원형 터널에서의 굴착변위를 서로 비교하여, 상용프로그램의 활용성을 검토하였다. 이어서, 두 종류의 상용프로그램을 활용하여 숏크리트 라이닝의 유무에 따라, 동일한 초기조건에서의 굴착변위를 구하여, 두 상용프로그램의 해석결과를 비교하였다. 마지막으로, 상용프로그램에서 획득한 터널굴착변위를 본 연구에서 개발한 해석모듈(FAST-Ver. 1.2, Feedback Analysis System for Tunneling)에 입력치로 이용하여, 원지반의 하중상태 및 재료특성 등을 추정하고, 추정된 값들이 당초 가정하였던 값들을 얼마만큼 재현할 수 있는지에 대한 검증을 수행하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권2호
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• pp.209-220
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• 1999

터널의 숏크리트 라이닝이나 포장 콘크리트 보강용으로 요접철망(wire mesh)을 대신해서 강섬유가 사용되고 있다. 본 연구에서는 강섬유 보강으로 인한 인성평가 대상 구조물을 slab panel 구조($60{\times}60{\times}10$cm)로 하고, 강섬유 혼입률은 콘크리트 용적의 0.5% ~ 2%로 다양화하였다. 이 때 사용한 강섬유는 Dramix ZC type으로 직경은 0.8mm, 길이는 60mm이다. 강섬유 효과의 상대평가를 위한 용접철망(wire mesh)보강은 상면, 하면, 상하면 보강으로 하였다. 이들 실험 결과를 각국의 인성 평가 방법으로 비교 검토한 결과 슬래브(slab) 시험체 적용을 위한 EFNARC의 방법은 25mm의 처짐까지 측정하는 것이 너무 큰 것으로 평가되었고, 보의 휨인성 평가법을 적용하여 검토한 결과에서는 Johnston(II)방법에 의한 $I_{5.5}$ 가장 적절하였으며, JCI-SF4방법에서 지간의 1/150까지 측정하는 것은 너무 작았다. 또한 강섬유로 용접철망(wire mesh)을 효과적으로 대치할 수 있음을 알 수 있었고, 인성효과에 유용한 강섬유 혼입량은 0.5% ~ 1%범위에 있는 것으로 나타났다.