• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.725-744
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• 2022

도심지에서의 교통인프라 개발이 활발해 지고, 대심도 지하터널을 이용한 도시의 기반시설 확충으로 인하여 도심지 구간에서 대심도 터널시공이 많이 이루어지고 있다. 이에 따라 대심도 터널시공으로 인한 터널안전 문제와 주변 지반 및 구조물의 안전 확보여부는 중요한 이슈가 되고 있으며, 터널시공에 앞서 대심도 터널공사에 따른 리스크를 분석하고 평가하여 리스크 관리를 반드시 수행하여야 한다. 본 연구에서는 대심도 터널과 도심지 터널이라는 특성을 반영하여 터널구간에 대하여 지반조사 자료, 설계 도서, 각종 사전 검토자료 및 시공계획 등을 바탕으로 수직구, 본선터널 및 대단면 터널 정거장 구간의 지하 안전성에 대한 주요 리스크를 분석하고 평가함으로서 수직구, 본선터널과 대단면 터널정거장 구간에 대한 안전리스크를 정량적으로 관리하고자 하였다. 본 연구는 도심지 대심도 터널공사에서 시공시 리스크와 안전 문제를 사전에 검토하는 경우 기본적인 기초 참고 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 안전기술
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• 제194호
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• pp.34-37
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• 2014

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.303-314
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• 2004

본 연구에서는 터널을 굴착할 때 절리가 있는 암반의 역학적 거동특성을 실험적으로 규명하고자 하였다. 절리와 터널의 이격거리, 측압계수를 변화시키며 실험을 수행하였다. 터널주변에 수직절리가 있는 경우 천단부와 수직절리 반대편의 어깨부에서 가장 큰 영향이 발생되며 측압이 작을 경우에는 천단부 보다 절리 반대편 측벽부에서 접선 방향의 응력이 크게 증가된다. 반면 $45^{\circ}$의 경사절리가 있는 경우 발생하는 압축응력은 절리면 방향의 터널 좌측부가 무절리 상태의 3배정도로 터널의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.67-76
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• 2006

본 논문은 수직 절리가 잘 발달된 지하수위가 높은 화산암질 지반에서 직경 3.3m의 도수터널 굴착을 하는 수력발전소 건설공사 내용이다. 취수시설은 발전소로부터 20.3km 상류에 위치하고 있으며, 20km의 도수터널과 연결되어 있고 440m의 낙차고를 갖는 펜스탁이 발전소와 연결되어 있다. 현장의 지질 조건은 전형적인 칼데라 호수인 토바호에 의해 지반 침식과 수직방향의 인장균열이 발달하였으며 이로 인해 지반의 초기응력이 이완되었다. 높은 지하수위(최대 수두 200m)를 가진 잘 발달된 수직 절리를 터널이 관통하면서 막대한 양의 지하수가 터널내로 유입되었다. 터널 굴착은 개방형 쉴드 TBM과 버럭반출에는 철로와 기관차를 사용하였다. 터널 내로의 유입수가 터널 바닥면에서 70cm 높이에 다다르고 이는 터널 직경(3.9m)의 17%에 해당하였다. 생산성을 향상하기 위해서 TBM과 버럭반출 차량과 같은 몇 가지의 개선과 수중펌프를 증설하는 방안을 사용하였다. 굴착 중에 만난 지반 조건이 설계보다 상당히 불량하여 RC라이닝에서 지하수 유입, 암반조건, 수압 등에 따라 PC 세그먼트 라이닝 또는 PC 세그먼트 라이닝과 현장타설 RC 라이닝, RC 라이닝, 그리고 강재 라이닝이 적용되었다. 이 PC 세그먼트 라이닝의 도입과 TBM과 다른 장비의 개조 및 개선을 통해서 심각한 지하수 조건 하에서 터널 굴착 공사를 성공적으로 완료하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.119-131
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• 2005

본 연구에서는 실내 2차원 모형실험을 통하여 상부의 기존터널과 직각으로 교차하는 하부의 신설터널 굴착에 따른 교차부 지반 및 상부터널의 거동을 분석하였다. 연구결과 단일터널 굴착에 따른 종방향 아칭에 의해 이완영역 발생 이후의 전후방 지반에서 연직토압이 증가하였다. 하부터널 굴진면 상부에 상부터널의 측벽이 위치할 경우, 굴진면에 근접한 전방지반에서 연직토압이 약간 증가하였다. 상부터널의 측벽이 굴진면 상부에 위치하고, 수직이격거리가 하부터널 전단에서 상부터널 중심까지의 거리가 0.7 H와 1.0 H인 경우에 굴진면 전방에서 연직토압이 증가하였다. 그러나, 교차터널의 수직이격거리가 1.3 H인 경우 단일터널과 통일하게 거동하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.199-211
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• 2009

쾌적한 지상공간의 삶을 위하여 전세계적으로 지하공간 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 그 규모도 점차 대형화하고 었는 추세이다. 하지만 밀집한 상부 구조물에 대한 피해 우려와 기존 지하공간과의 간섭 등으로 인하여 새로운 지하공간 건설 시 많은 주의가 필요한 실정이다. 천층에 굴착되는 터널의 경우, 굴착으로 인한 상부 구조물의 피해를 최소화하기 위하여 구조물 하부 및 터널 주변지반의 보강이 필수적이나 그 적정범위에 대한 기준은 마련되어있지 않은 설정이다. 본 논문에서는 직경 20 m의 대단면 터널이 구조물 하부에 시공되는 경우에 대해서 수치해석을 실시하여, 터널과 구조물간의 수직 및 수평이격거리에 따른 구조물 피해정도를 조사하였고 보강이 필요한 경우에는 각각의 경우별로 최적의 보강범위를 제시하였다. 본 논문에서 다룬 지반조건에 대한 해석결과, 수직이격거리가 0.50(D 터널등가직경)인 경우에는 수평이격거리가 0D에 근접하면서부터 보강이 필요한 것으로 나타났으며, 수직이격거리가 0.75D인 경우에는 터널이 구조물 하부에 위치할 때 보강이 필요하였다. 또한 수직이격거리가 1D 이상인 경우에는 수평이격거리에 상관없이 보강이 필요 없는 것으로 나타났다. 구조물 기초지반 보강범위는 갚이 7 m, 폭은 구조물 전제를 포함하여 터널 측벽에서 5 m 벗어난 곳까지이다. 상황에 따라 적절한 보강공법을 선택하였을 경우, 이와 같은 보강범위는 구조물 안정에 충분한 것으로 나타났다.

• 한국자기학회지
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• 제21권2호
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• pp.52-55
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• 2011

스핀전달토크는 나노구조에서 자성상태를 제어하는데 유용한 수단이다. 자기터널접합에서 스핀전달토크는 자성물질층의 자화가 이루는 평면에 평행한 성분과 수직인 성분으로 나눌 수 있다. 이중 평행한 성분의 스핀전달토크의 성질은 상당히 잘 알려져 있으나, 수직인 성분의 스핀전달토크의 성질에 대해서는 여전히 이견이 많다. 비대칭 자기터널접합에서의 최근 실험에서, 수직전달토크의 전압 의존성이 전압의 이차항 성분뿐만 아니라 일차항 성분도 가짐을 보고하였다. 하지만 물질 변수에 대한 의존성은 여전히 잘 알려지지 않았다. 이 논문에서는 비대칭 자기터널접합에서의 스핀전달토크의 전압의존성을, 강자성층의 스핀 갈라짐 에너지와 일함수의 차이, 그리고 페르미 에너지를 변화시켜 가면서 체계적인 조사를 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.117-129
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• 2009

원형수직터널에서 3차원적인 아칭효과를 고려한 토압산정을 위해 여러 연구가 수행되었고 실내시험 및 수치해석을 통해 이를 검증하였으나, 다층지반과 c-${\phi}$지반에서의 적용이 어려웠다. 본연구에서는 c-${\phi}$지반에서의 토압 산정을 위해 c-${\phi}$지반에서 적용 가능한 토압계수 산정식을 구하였으며, 기존 토압식을 수정 제안하였다. 점착력이 토압에 미치는 영향을 파악하기 위해 지반을 가정하여 각 경우별로 토압을 산정하여 비교하였으며, 다층지반에서 파괴면을 가정하는 방법으로 토압을 구하였다. 이 논문은 두 개의 연속된 논문(Companion paper)의 첫 번째로서 모델개발을 위한 이론전개를 다루고 있으며, 대형 모형실험에 의한 실증은 두 번째 논문에서 다룰 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제31권1호
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• pp.55-63
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• 2013

싱가포르 전력구 터널 건설공사는 싱가포르 내의 전력수요 증가에 대응하기 위해 지하에 400kV의 고압 전기 케이블 등 송전설비 설치를 위한 터널을 건설하는 공사이다. 본 전력구는 총연장 35km의 터널로서 18.5km의 North-South Line의 3개 공구 (NS1, NS2, NS3)와 16.5km의 East-West Line의 3개 공구 (EW1, EW2, EW3)로 나누어 건설된다. 총 6개의 공구 중 SK건설은 EW2 공구와 NS2 공구를 수주하여 현재 시공중이다. 본 프로젝트의 과업 중 지상과 고압 송전 케이블 터널을 연결하는 수직구가 공구당 3~4개소가 있으며, 시공 중에는 TBM 발진용으로 활용된다. 지하 전력구는 싱가포르 내 도심 한복판을 가로질러 건설되며, 수직구 또한 대부분 도심지 내에 있어 수직구 굴착 시 발파 효율의 극대화와 동시에 싱가포르 소음 및 진동 기준을 만족하는 최적의 발파 설계가 요구된다. 싱가포르 전력구 터널 EW2 공구의 수직구 발파는 현지 허용 진동속도기준을 준수하고 국내의 우수한 발파 설계기술을 적용하여 설계되었으며 본 설계를 통하여 국내의 우수한 발파 설계 및 시공 기술을 전파할 좋은 기회가 될 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.685-703
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• 2017

최근, 도심지에 초고층 아파트, 롯데월드타워와 같은 초고층빌딩의 수가 증가하면서 말뚝기초에 작용하는 풍하중, 지진하중, 토압 등 수평하중의 중요성이 높아지고 있다. 또한 도심지의 지상공간이 포화되면서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위하여 지하공간 개발은 유용한 해결책으로 언급되고 있다. 따라서 도심지 지하공간 개발에서 터널굴착에 대한 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝의 거동, 지하공간의 개발을 모사하는 터널굴착과 관련된 연구는 많은 연구자들에 의해 수행되고 있다. 하지만, 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝과 터널굴착으로 야기되는 상호거동에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 도심지의 상황을 반영하여 수직하중과 수평하중을 받는 기존 구조물 하부에 터널을 굴착함으로써 야기되는 말뚝의 거동을 실내모형시험, 근거리사진계측 및 수치해석을 통해 비교 및 분석하였다. 말뚝과 터널의 수평이격거리(0.0D, 1.0D, 2.0D: D = 터널직경)와 허용수평하중의 크기($0.34P_{ah}$, $0.67P_{ah}$, $P_{ah}$)에 따라 총 9 CASES로 분류하여 터널굴착에 따른 말뚝의 축력과 거동을 관찰하였다. 그 결과 말뚝과 터널의 수평이격거리가 가까울수록 말뚝은 터널 굴착의 영향을 크게 받는 것을 알 수 있었고 수평이격거리가 멀어질수록 터널굴착의 영향보다는 허용수평하중의 영향을 더 크게 받는 것을 알 수 있었다. 또한, 수평이격거리가 증가하고 허용수평하중의 크기가 증가할수록($P_{ah}$) 말뚝 축력의 변화양상이 크게 발생하는 것을 알 수 있었다.