• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.61-69
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• 2013

도로 및 철도의 터널 공사가 증가함에 따라 공사 시에 다양한 지반조건에서 터널 공사 단계를 진행하고 있다. 특히, 석회암 지역에서 터널 공사를 진행하게 되는 경우에는 대부분의 공동이 터널 계획구간에 존재하고 있는 실정이다. 하나 또는 그 이상의 공동은 터널의 안정성을 저하하는 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 터널과 공동과의 상호 영향을 알아보고자 실내 모형 축소실험과 수치해석을 시행하였다. 실내모형실험은 터널과 공동 간의 거리에 따른 모형지반의 파괴하중을 확인하였고, 공동의 형상에 따른 파괴하중을 확인하였다. 실내모형실험결과 파괴하중은 공동과 터널 간의 거리가 0.5D 이내로 감소함에 따라서 파괴하중 역시 감소하는 것으로 나타났다. 수치해석은 모형실험의 검증을 위해 시행하였으며, 실내모형실험과 동일하게 터널과 공동 간의 거리가 0.5D 이내로 근접하는 경우 터널의 안정성이 저하되는 것으로 확인되었다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.282-291
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• 2005

사암 및 이암을 기반암으로 하는 산악지역에 건설되는 2-아치 (2-arch) 터널의 거동을 터널설계 단계에서 분석하기 위하여 대규모 실내 모형실험을 실시하였다. 터널이 시공될 예정인 지반과 유사한 지질공학적 특성을 가지는 콘크리트 블록을 이용하여 모형지반을 조성하였다. 모형실험은 중앙터널 (pilot tunnel) 굴착을 포함한 여러 단계의 굴착과정으로 구분하여 실시되었다. 또한 터널 .공용기간 중 터널의 거동을 연구하기 위하여 터널굴착 완료 후 상재하중을 작용시켰다. 실험결과에 의하면 대부분의 지반변위는 중앙터널 굴착에 의해 발생했으며, 그 이후 터널 굴착단계에서의 변위발생은 미미한 것으로 나타났다. 또한 대부분의 지중변위는 0.25D 이내의 범위에서 발생하였다. 여기서 D 는 터널의 폭이다. 한편 실험결과를 분석하여 경암에 시공되는 2-아치 터널의 중앙벽체(centre pillar)에 작용하는 하중에 대한 경험적인 공식을 제시하였다. 터널시공 완료 후 공용기간 중 상재하중이 작용할 경우 그 크기에 따라서는 터널굴착에 의해 발생한 것보다 더 큰 지중변위가 발생할 수 있는 것으로 분석되었다. 터널의 거동은 중앙벽체의 강성에 큰 영향을 받는 것으로 나타나 이를 터널설계에 반영하여 중앙벽체의 강성을 증가시켰다. 현재 터널시공을 위한 사전작업이 진행 중에 있으며, 터널의 굴착은 2005년 하반기에 실시될 예정이다.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.369-378
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• 2010

본 논문은 터널굴착 시 야기되는 지반의 응력과 지표면의 침하량을 감소시키기 위한 터널막장 폐합시키는 기법에 대한 연구이다. 이 연구를 수행하기 위하여 실내모형실험과 수치해석적 분석을 실시하였다. 실내모형실험에 있어서는 터널막장의 폐합비, 터널깊이 그리고 터널굴착장에 따른 지반의 거동을 실험하였다. 이틀 모형실험 결과를 검증하기 위하여 3차원 수치해석을 실시하였으며 서로의 결과들을 비교 분석하였다. 그 결과 막장 폐합비가 작아질수록 터널막장과 지반침하에 안정성은 저하되는 것으로 나타났으며 막장 폐합비가 80% 이상일 경우에는 막장 안정성에 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 향후 경제적인 터널막장폐합시스템을 개발하는데 매우 유용 할 것으로 가대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.87-94
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• 2010

본 연구는 사질토 지반에서의 얕은 터널과 깊은 터널굴착으로 인해 발생하는 지중침하에 주안점을 두었다. 터널 굴착과정에서 일어나는 지반손실에 따른 이론적인 변형형태를 규명하기 위해 알루미늄 봉을 이용하는 실내모형실험과 CRISP프로그램을 사용하여 유한요소해석을 수행하였다. 모형실험 결과와 유한요소해석 결과를 비교 분석한 결과, 서로 유사한 변형형태를 가지는 것으로 나타났다. 또한, 지중침하곡선의 폭에 대한 계수인 K값은 Dyer등(1996)과 Moh 등(1996)의 현장측정 값 사이에 분포하는 것을 확인할 수 있었다. 터널모형실험 결과를 토대로 사질토 지반에서의 선형적인 K방정식을 얻을 수 있었다.

• 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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• 제17권3호
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• pp.189-204
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• 2015

본 논문에서는 축소 모형실험을 이용한 파쇄대의 공간적 분포 특성이 터널의 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 모형실험 조건으로 터널과 파쇄대의 이격 거리 및 지표면과 이루는 경사에 대해서 실험을 수행하였다. 터널 시공 과정을 압축공기기법으로 모사하였으며 실험 중에 터널의 내부 압력을 제거 하는 동시에 터널 및 지반에 발생하는 변형을 모니터링 하였다. 실험 결과 파쇄대 이격 거리에 따라서 터널 거동에 영향을 미치며 파쇄대가 수직일 경우 터널에 가장 큰 영향이 발생하며 파쇄대 경사 45도에서 가장 작은 영향이 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권9호
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• pp.87-102
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• 2005

기존의 구조물 또는 서비스에 근접한 터널굴착이 지상공간의 부족으로 인해 종종 도심지에서 이루어지며, 이러한 터널굴착으로 발생하는 지반변위가 인접한 구조물에 손상을 발생시킨다. 본 연구는 근거리 사진계측을 이용한 2차원 모형 파일-지반-터널굴착 실험에 초점을 두었다. 실험장비 및 절차와 더불어 마찰이 있는 사질토 지반으로 간주하는 알루미늄 봉의 특성에 대해서 소개하였다. 실험결과, VMS와 EngVis 프로그램을 이용한 포토 이미지 프로세스는 터널굴착으로 인한 파일 선단부의 거동을 측정하는데 유용한 도구임을 잘 보여 주었다. 결론적으로 사진계측기술을 이용한 실내모형실험을 통해 영향권과 관련된 파일 선단부의 거동 데이터를 생성할 수 있다. 본 연구는 사질토 지반에서 터널굴착으로 인한 정규화 된 파일 선단부의 침하를 근간으로 하는 영향권을 제시한다. 이러한 영향권은 실내모형실험과 수치해석을 통해 규명하였다. 모형실험으로부터 정규화 된 파일 선단부의 거동은 수치해석 결과와 잘 일치하였다. 본 논문에서 제시된 영향권은 계획단계에서 터널시공 위치를 선정하는데 유용할 것으로 판단되나, 지반조건을 고려하는 실제 상황에 적용끈기 위해서는 모형파일과 모형터널의 크기에 대한 축척을 실제크기와 맞게 조정해야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.519-530
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• 2011

본 논문에서는 EPB Shield TBM장비에서 사용되는 체임버 내의 토압을 제어하고 막장의 안전을 유지하는 버력처리시스템인 스크루 컨베이어를 축소 제작하여 실내모형 실험을 실시하였다. 본 실내모형 실험에서 고려한 실험조건은 스크루 각도, 스크루 피치간격 및 스크루 회전수 등이며, 조건별 시험결과인 단위시간당 버력량을 비교 분석 하여 버력처리시스템이 최적의 성능을 발휘 할 수 있는 조건을 제시하였다. 최종적으로, 본 실험결과로부터 버력이 역류하지 않는 최적의 스크루 각도, 스크루 회전수 그리고 스크루 간격 조건을 도출할 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권4호
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• pp.131-140
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• 1994

최근들어 고속도로, 고속철도, 지하철 등의 건설이 급격히 증가함에 따라 터널의 건설이 늘어나고 있다. 이러한 터널등의 건설에서 필수적으로 따르는 것이 shotcrete의 시공이며 이러한 shotcrete의 시공은 앞으로 더욱 증가할 추세에 있다. 그러나 shotctete의 광범위한 시공에도 불고하고 현재 여러 가지 문제점을 내포하고 있는 것이 사실이다. 따라서, 본 연구에서는 우리나라 현행 shotcrete의 현황과 문제점을 알아보고, 실내실험 및 현장 모형실험의 광범위한 실험을 통해 최적배합으로 도축하였다. 이 때 적정의 소요강도를 발현하면서 리바운드율이 최소인 배합을 최적배합으로 하였다. 결국 본 연구에서 도출된 최적배합은 앞으로 우리나라에서 성능이 우수하고 고품질의 shotcrete시공을 위한 중요한 토대를 제공하게 될 것으로 사료된다.