• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.49-57
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• 2013

기존 발파를 이용한 암반굴착 공법은 효율적이나 심각한 수준의 발파진동 및 여굴/미굴을 발생시킨다. 이러한 단점을 보완하기 위해, 본 연구에서는 워터젯 절삭기술을 이용하여 터널 계획선을 따라 자유면을 형성한 후 발파하는 공법을 제안하고 있다. 제안공법은 (1) 발파진동/소음을 저감시키고, (2) 여굴/미굴을 최소화 시키고, (3) 굴착효율 극대화가 가능하다. 제안공법의 효과를 검증하기 위해 기존에 널리 쓰이고 있는 스무스 블라스팅(smooth blasting) 공법을 실험 대조군으로 설정하여 동일한 조건에서 현장실험을 수행하였다. 실험결과, 발파 진동은 최대 55% 감소하고 여굴/미굴은 거의 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 또한 굴착효율은 기존공법에 비해 뛰어난 것으로 분석되었다. 본 연구에서 제안하고 있는 워터젯 자유면을 이용한 암반 발파공법은 도심지 굴착공사뿐만 아니라 지하구조물 구축공사에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.91-104
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• 2014

발파충격 또는 응력재분배에 의해 발생하는 암반손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)는 암반의 여러 물성들을 변화시킴으로써 구조물의 거동과 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 EDZ를 고려한 터널에 대한 2차원 연속체 해석 코드인 FLAC을 이용하여 역학적 안정성을 해석하고 안정성에 관련된 인자들을 대상으로 부분요인설계법(Fractional Factorial Design)을 이용한 민감도 분석을 실시하였다. 모델링 결과 터널 주변의 거동과 안전율은 손상대 유 무에 따라 많은 차이가 있었다. 민감도 분석 결과 터널주변의 안전율에 많은 영향을 미치는 인자는 측압계수와 심도, 점착력, 물성 감소비, 터널의 폭, 내부 마찰각, 터널의 높이 순이었다. EDZ는 터널 주변의 역학적 안전성에 많은 영향을 미칠 수 있기 때문에 터널 설계 시 고려하는 것이 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.73-88
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• 2005

본 논문에서는 현재 암반 지하 구조물의 설계에 있어 사용되고 있는 접근법인 정량적 암반분류시스템, 시공중 암반 거동에 근거한 분류시스템 그리고 일반적인 정성적 설계 절차의 특징 및 장단점을 살펴보았으며, 이러한 설계 기법의 단점을 해결하기 위하여 제안된 오스트리아 터널 설계 가이드라인을 소개하고 국내의 경우와 비교하였다. 그 결과 기술적으로 안전하고 경제적인 터널 건설을 위해서는 불확실한 지반조건 및 환경조건에 매우 유연하게 대처할 수 있는 설계 및 시공 기술이 필요하다고 판단되며, 오스트리아 터널 설계 가이드라인에서 이와 관련된 기준을 제시하고 있다. 따라서 국내에서도 안전하고 경제적인 터널 건설을 위하여 시공중 계측 자료를 충분히 활용하여 실제 지반 조건을 예측하고 불확실한 지반 조건에 유연하게 대처할 수 있는 설계 및 시공 기술을 적용하는 것이 바람직하다고 사료된다.

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.283-291
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• 2006

기존의 NATM 터널에서는 숏크리트가 임시적인 지보재로 사용되었으나 싱글쉘에서는 영구적인 구조물의 역할을 담당하게 된다. 따라서 숏크리트에 작용하는 하중과 변위를 신뢰성 있게 예측하는 것이 터널의 안정성을 확보하기 위한 필수조건이므로 지반정수 산정의 정확성이 매우 중요하다. 특히, 국내의 지질상태는 외국과 다르므로 싱글쉘 공법을 국내에 적용하기 위해서는 국내 지질상태를 고려한 지반정수 산정기법의 기술 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 국내 25개 터널 현장에서의 암반분류 사례 및 지반정수 사례를 조사하였다. 국내 싱글쉘 터널공법을 위한 지보 패턴안을, Q분류에서 수정된 NMT방법과 국내 암반상태를 고려하여 제안하였다. 또한 사례연구를 통한 Q시스템과 RMR값의 상관성을 이용하여 RMR을 이용한 지보량을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.33-48
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• 2021

현수교의 지중정착식 앵커리지는 기초 암반이 신선할 경우에 적용될 수 있는 형식으로, 앵커리지 형식 중 환경성과 경제성 측면에서 뚜렷한 장점이 있다. 그러나 케이블 하중 재하시 암반의 거동특성이 아직 명확하게 규명되지 않았고 설계기법이 정립되어 있지 않아, 실무자들이 구조물 계획을 수립하는데 많은 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 국내 도서지역의 경암 지반에 계획된 지중정착식 앵커리지를 대상으로 모형실험과 수치해석을 수행하고 지지암반의 거동 특성을 평가하였으며, 자중과 전단력으로 케이블 하중에 저항하는 비대칭 형태의 암반 쐐기 블록을 제안하였다. 또한 경암 지반에서 강연선 홀 설치를 위한 실규모 시험천공을 실시하고, 경사 천공의 정밀도를 확인하여 지중정착식 앵커리지의 적용 가능성을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.189-198
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• 2009

현재 국내 외에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물 건설에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성을 평가할 때 형상비나 굴착면적을 비롯하여 지하공동이 굴착될 암반의 절리 발달 상태는 매우 중요하다. 따라서 본 연구는 형상비가 지하공동의 안정성에 미치는 영향을 안전율 중심으로 분석하였다 이를 위해 양호한 암반 내에 시공되는 공동의 네 가지의 형상비를 가정하고, 토피고, 측압계수, 절리의 간격, 강도 및 방향을 달리하여 민감도 분석을 실시하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 불연속면을 포함한 암반에 시공되는 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도웅이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권10호
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• pp.41-53
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• 2016

토사층 하부에 절리암반층이 존재하는 복합지반을 굴착하고 설치하는 흙막이 구조물의 안정성은 배면에 작용하는 토압에 의해 결정된다. 보통 복합지반에서는 암반층을 토사로 간주하고 암반층의 지반강도 정수를 적용하여 경험적으로 토압을 구하는데, 암반층의 불연속면을 고려하지 않기 때문에 대개 실제 작용 토압보다 작게 산정된다. 본 연구에서는 복합지반에서 토사층과 암반층의 구성비율 및 암반층의 절리경사에 따라 흙막이 벽체에 작용하는 토압의 크기와 분포형태를 규명고자 대형토조(높이 3.0m, 길이 3.0m 폭 0.5m)에서 축척 1/14.5로 2차원 대형 모형실험을 수행하고, 같은 조건으로 수치해석을 수행하였다. 실험지반은 토사층과 암반층의 분포비가 각각 65%:35%와 50%:50%가 되도록 조성하였고, 암반층의 절리는 굴착측으로 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$ 각도로 구성하였다. 그 결과 흙막이 벽체에 작용하는 토압은 암반층 절리 경사각(J)이 커질수록 증가 하였으며, 암반층비율이 증가함에 따라 암반층에 작용하는 토압도 증가하였다. 암반층에 작용하는 토압은 암반층의 비가 50%(R50)이고, 암반층의 절리 경사각이 $60^{\circ}$일 때 가장 크게 발생하였다. 대형모형실험과 수치해석 결과를 바탕으로 임의 복합지반을 굴착할 때 발생하는 토압을, 최상단 버팀대토압과 최대토압 및 굴착하단을 꼭짓점으로 하는 사각형분포로 이상화하고, 암반층비율과 절리경사각도를 고려하여 토압을 구할 수 있는 토압식을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제7권1호
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• pp.65-74
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• 1997

Underground structures show different behaviors depending upon the space and the mechanical characteristics of discontinuities, such as joints, beddings, faults and shear zone. Desingning the rock structeres without considering the significance of these discontinuities can lead to false conclusions. This paper includes study on the following topics; the numerical analysis of continuous rock and discontinuous rock around a tunnel, the influences on shotcrete moment and rock-bolt axial force of tunnel due to different joint orientation and stiffness.

• 화약ㆍ발파
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• 제19권3호
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• pp.27-37
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• 2001

시가지 또는 중요한 구조물, 시설물 가까이에서 암반 또는 콘크리트를 파쇄해야 한 경우 제어발파공법 및 기계식 파쇄공법이 사용되고 있으나 기계식 파쇄공법은 발파보다 경제적인 효율이 다소 떨어진다. 따라서 도심지역에서는 제어발파의 발달과 미진동 및 저진동 발파방 법이 활용되고 있다. 그 방법 중에 주변 환경에 악영향을 미치지 않고 정적으로 파쇄를 실시 할 수 있는 방법으로서 (주)한화에서 개발한 뉴 화이넥카를 이용한 건설 토목현장에서의 실용성을 위하여 뉴 화이넥카의 개선 성능과 적합한 발파패턴을 제시하는데 목적이 있다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.22-29
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• 1997

본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.