• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.39-48
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• 2016

본 연구에서는 세계적인 연구 추세인 2차 콘크리트 라이닝을 타설하지 않는 싱글쉘 터널을 도입함으로써 터널 시공 공기를 단축할 수 있으며, 라이닝 타설에 따른 공사비의 절감과 장기적인 터널의 안전성을 확보할 수 있는 다양한 장점을 지닌 싱글쉘 터널 공법에 대하여 연구하고자 하였다. 먼저 국내의 라이닝 삭제와 관련된 설계 및 시공 사례를 분석하였으며, 설계 및 시공 사례와 안정성 검토 결과를 종합적으로 분석한 결과 암반상태가 양호한 구간(1~3등급)에서는 라이닝을 미설치하는 것으로 제안하였다. 국내의 경우 지층의 변화가 매우 심한 지반조건이 많으므로 싱글쉘에 의한 터널링 방법은 가능한 지반조건이 양호하고 용수개소가 적은 지반에서 적용하는 것이 바람직 하나, 일반적인 터널 구조물의 후보지의 경우에는 여러 가지 암종 및 암반상태가 교차하여 장기적으로 안정성 확보가 곤란한 경우에는 싱글쉘보다는 철근콘크리트 개념을 적용한 NATM 방법이 합리적일 것으로 판단된다. 즉 지반조건이 불량한 구간(4~5등급)에 대하여는 콘크리트 라이닝을 반영하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 최근의 설계기준 개정 방향과 세계적으로 라이닝 삭제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 상황이므로 시공성 및 경제성 개선 등을 고려한 라이닝 삭제 방안이 점차 대두되고 있으므로 합리적이고 공학적인 설계 기준을 구축하기 위한 지속적인 연구가 이루어져 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.5-15
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• 2019

본 연구에서는 제주도 북동부 육 해상 및 북서부 육상에 위치한 현무암반에 대한 공내재하시험으로부터 계측된 변형계수와 RQD 및 RMR의 관계를 각각 살펴보았으며, 기존의 경험식들로부터 추정된 변형계수 값과 비교 분석하였다. 뿐만 아니라, 속도검층시험을 통하여 산정된 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수의 관계에 대해서도 각각 살펴보았다. 그 결과, 다공성 구조 및 층상 구조가 특징인 제주도 현무암반의 경우, RQD 값만을 이용한 암반등급의 결정, 변형계수 계측방법의 선정 및 변형계수의 추정은 부적절하며, 최소한 RMR을 통하여 암반등급을 결정하고, 변형계수를 추정하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. RMR을 이용한 기존의 변형계수 추정식은 제주도 현무암반의 변형계수에 비해 큰 값을 예측하는 경향을 보였으며, 탄성파 속도비 및 동적 포아송 비와 변형계수는 서로 정성적인 특성이 일치하는 관계에 있었다. 그리고, 적절한 제주도 현무암반의 변형계수를 추정하기 위한 RMR과 탄성파 속도비를 이용한 변형계수 추정식을 각각 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.227-235
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• 2004

터널의 시공은 터널주변 지반에 구조적인 손상과 시공상의 손상을 불러일으킨다. 여기서의 구조적인 손상이란 터널굴착으로 인한 원지반응력의 교란으로 인하여 발생하는 것을 의미하며, 시공상의 손상이란 시공방법에 따른 주변지반의 손상을 의미한다. 본 논문에서는 원지반의 특성과 시공 중 손상을 고려할 수 있는 Hoek과 Brown 2002년도 공식을 이용하여 터널주변 탄 소성 영역에 작용하는 접선 및 반경방향의 응력 산정을 위한 식과 터널 주변 소성영역의 산정방법이 제시되었다. 또한, 매개변수분석을 통하여 암반의 등급, 무결암의 일축압축강도, 그리고 터널의 크기와 소성영역간의 상관관계를 조사하였으며, 기존의 연구에서 제안된 방법과의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 방법의 정확도를 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.91-104
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• 2008

터널의 경우 안정성을 정량적으로 평가하기 위해 안전율 개념이 제안된 바 있다. 이는 역학적 해석의 범주에 한정된 것으로 수리 역학적(hyro-mechanical) 연계해석의 범주에서는 해석 모델링의 복잡성으로 인해 안전율 개념이 적용된 연구는 극히 드문 실정이다. 최근 들어 수리-역학적 연계해석에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 해저 터널의 안전율을 정확히 산정하기 위해 수리-역학적 연계해석 시 유도배수 모델링 방법을 비교 분석하였다. 수치해석 시 터널 내부로 유도배수하는 방법으로는 숏크리트 수리특성을 조절하는 유도배수 방법과 집수정을 이용한 유도배수 방법이 고려되었다. 두 방법의 비교를 위해 암반등급, 숏크리트 두께, 암반 수리특성에 대하여 민감도 분석을 수행하였고, 연구 결과 해저터널의 수리-역학적 연계해석 시 집수정을 이용한 유도배수 방법을 사용하는 것이 터널의 안정성을 검토하는 데에 보다 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.9-17
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• 2005

이 연구는 남원에서 채취한 화강암의 해수에 의한 풍화환경에서 기계적 풍화를 비교하여 관계를 명확하게 하는 것이다. 석재 사인과 건설현장에서의 풍화암에 대한 지질학적 연구는 암반의 화학적, 물리적 특성의 변화에 따라 다양하게 포괄적으로 연구되고 있다. 인공풍화 실험은 해수에 의한 풍화의 환경과 정도를 제어하기 위해 풍화의 정도와 풍화 환경을 제어한다. 해수에 의한 풍화가 진행될수록 풍화도가 증가하는데, 이는 비중, 흡수율, 공극율, 단축압축 강도, P-파 속도, 내구성, 간접인장 강도, 마찰각 등의 변화에 의해 알 수 있다. 해수에 의한 응력변형률 곡선의 변화는 담수에 의한 응력 변형률 곡선과 많은 차이를 보인다. 그러한 이유는 인공풍화 실험에 의한 미세한 균열의 차이와 잠재적인 공극의 발달의 정도의 차이에 의한 것이다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.171-181
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• 2000

지하공간 개발에 대한 관심이 높아지면서 국내에서도 안전한 터널시공에 대한 연구가 많이 진행되었다. 본 연구에서는 터널 시공 중 발생 가능한 터널의 붕락 사고의 특성을 조사하여 각종 터널의 붕락사고 유형을 파악하고, 이에 대한 구체적인 원인을 분석하였으며, 사례분석을 통해 터널 붕락의 주요 요인과 개략적인 대책도 함게 제시하였다. 또한, 국내·외 터널보강공법의 기준과 적용현황을 분석하여 세부적이고 합리적인 보강공법의 체계확립을 위한 기초를 마련하고자 하였다. 본 연구에서는 터널 막장의 안전성 등급을 결정하고, 적절한 보강공법을 선정을 위해 퍼지 수량화 이론과퍼지추론시스템을 기반으로 터널정보 데이터베이스를 구축하여 전문가시스템의 모형을 개발하였다. 개발한 시스템의 검증을 위하여 다양한 보강공법을 시공하였던 한강하저터널을 비롯한 국내·외 3곳의 터널 현장 자료를 이용하여 적용한 결과 실제 시행한 보강공범과 근접한 추론결과를 보였다. 정보화시공을 통해 터널 막장기록과 계측자료의 이용을 극대화하고 객관적인 기준의 부재로 인해 일부 전문가의 경험에만 의존하고 있는 국내 보강공법 시공기술을 보다 발전시켜 합리적인 보강공법을 제시하는데 도움이 되고자 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권2호
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• pp.109-119
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• 2017

다양한 현장조건을 고려하기 위하여 필라 폭, 암반등급, 측압계수를 달리한 각종 병설터널을 모델링하고, 수치해석과 모형실험을 통해 필라의 안정성을 알아보았다. 수치해석을 통해 얻어진 필라 중앙부의 응력, 필라 전체의 평균응력, 필라 좌우단부의 응력을 각각 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하였다. 이중 필라 좌우단부의 응력을 적용하였을 때의 강도/응력비는 가장 보수적인 값을 나타내었고, 분할굴착과 지보체계를 고려한 시공단계해석에서도 굴착 시점과 부합한 실제적인 값을 보였다. 또한, 병설터널의 모형실험에서 필라의 파괴균열은 필라 좌우단부로부터 필라 중앙부를 향해 점진적으로 발생하였다. 따라서 필라의 국부적 손상을 방지하고 터널 안정성을 보수적으로 평가하기 위해서는 필라 좌우단부의 응력을 적용하여 필라의 강도/응력비를 구하는 방법이 적합한 것으로 판단된다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권2호
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• pp.467-472
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• 2020

일반적인 보통 등급의 지반(ground) 상 구조물의 안정성 확보를 위한 설계입력정수(input-parameters) 도출방법들은 보편적으로 잘 알려져 있다. 연구지역과 같은 습곡된(folded) 변성암(metamorphic rocks) 지반은 엽리가(foliation) 촘촘히 발달해 있고, 엽리에 평행한 소규모 단층들(faults)이 분포하고 있어 설계입력정수 도출을 위한 특별한 조사방법 및 시험, 등이 요구된다. 수 mm 간격의 엽리가 발달한 변성암 지반은 엽리면 직접전단강도시험(direct shear test), 엽리의 배향(strike/dip)과 맵핑(mapping), 엽리의 지하 연속성 파악을 위한 시추조사, 변성암반의 암반분류(rock mass rating), 등이 필요하다. 특정 엽리면을 따라 발달한 소규모의 엽리평행단층(foliation-parallel faults)이 다수 발달한 지반은 선구조선 분석, 단층 추적을 위한 지표지질맵핑, 단층면 직접전단강도시험, 등이 필수적이다. 습곡지반은 지질구조구(structural domain) 분석, 불연속면의 평사투영(stereonet)해석, 습곡축을 따른 전기비저항탐사, 등의 추가조사로 설계입력정수 도출이 합리적이다.

• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.102-110
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• 2005

익산-장수 고속도로 ○ ○ 공구에 위치한 ○ ○ 터널 저토피 계곡구간에서 시공 중 붕락이 발생하였다. 본 구간은 TSP 탐사 및 시추조사 등을 통해 불연속면이 예측되었으나, 굴착 중 실제 암질이 비교적 양호하고 막장이 안정되어 암반 등급을 상향 변경하여 시공하였다. 그러나 굴착 중 발파와 동시에 붕락이 발생하였으며, 터널 막장 상부 8 m 부분의 붕락과 함께 지상 구간의 침하에 따른 계곡수 및 지하수 유입으로 진행되었다. 붕락구간 복구를 위해 붕락원인 분석, 보강공법의 선정 및 3차원 터널 안정성 해석을 실시하였고, 막장 상부 공동부는 팽창성 경량 콘크리트로 충진 후, 강관다단 그라우팅 공법으로 안정화시키고, 터널 상부 지반 침하부에서는 계곡수로 이설 후, 시멘트밀크 그라우팅 공법에 혼용된 약액 그라우팅 공법으로 지반보강 및 차수를 실시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.989-1002
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• 2018

암반 내 그라우팅은 불연속면 내부에 시멘트 그라우트재를 주입하여 주변지반을 강화하는 목적으로 사용된다. 현장에서 다상의 그라우트재의 주입 시 거동특성 및 주입경로인 3차원 절리면의 형태가 사전파악되지 않으므로 정량적인 설계가 어려운 분야중 하나이다. 따라서 현장에서의 그라우트 주입 거동특성을 나타내는 GIN (Grouting Intensity Number) 지표를 이용하여 주입 모니터링을 통해 적절한 시공관리를 수행하는 것이 최적이 방안이다. 본 논문에서는 그라우팅 주입 시 절리면의 거칠기 등급과 물시멘트(W/C)비에 따라 발생하는 압력의 손실을 전산유동해석을 수행하여 조사하였다. 절리면이 거칠수록 그리고 물시멘트비가 높을수록 주입 시 마찰저항은 크게 발생하였으며 해당 결과를 각 조건별 상관식으로 정리하였다.