• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.171-182
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• 2004

사질토지반에서 2 Arch 터널을 굴착할 때에 중앙터널의 굴착규모와 인버트 폐합에 따른 중앙필러 및 터널 주변지반의 거동특성을 규명하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 3개로 분리되어 수직이동이 가능한 가동판 위에 중앙필러와 모형라이닝을 설치하고 모형지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 중앙터널굴착을 표현하였고, 중앙터널굴착 후에 좌 우측 터널을 굴착하였으며 굴착이 완료된 2 Arch 터널 전체에 대한 가동판을 움직여서 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완 형태는 물론 중앙필러에 작용하는 하중의 변화를 관찰하였다. 실험중에 가동판, 중앙필러 및 바닥판에 작용하는 이완하중 및 전이하중을 측정하였고, 모형터널의 내부와 지중 및 지표에 변위계를 설치하여 모형터널의 내공변위 및 지반의 변위를 측정하였다. 본 연구결과 시공순서와 라이닝의 기초부 구속조건에 따라 중앙필러가 부담하게 되는 하중의 변화를 확인하였고 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완형태를 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.97-105
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• 2009

3-Arch터널 시공초기인 1990년대 중반에 시공된 4개소의 3-Arch터널을 대상으로 열화발생여부를 조사하였으며, 그 결과 4개 터널 모두 중앙기둥측 상, 하선 아치부에서 발생형태가 유사한 종방향 균열이 조사되었다. 4개 터널 줄 3개소의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 높고 1개의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 낮아 이 2개군의 시공과정상 차이점을 분석하였으며 비파괴시험 및 정밀육안조사, 지반조건이 취약한 1개의 터널을 대상으로 안전성평가를 실시하여 이러한 열화들의 원인과 이에 따른 안전성여부를 판단하였다. 그 결과 안전성은 확보되었으며 중앙터널 기둥측 상, 하선아치부에 발생한 열화는 중앙터널굴착에 앞서 선시공되는 상, 하선 콘크리트라이닝의 철근배근불량과 이후의 시공단계인 중앙터널 굴착시의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2003년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.51-66
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• 2003

최근 용지매입의 제한과 자연환경훼손의 최소화를 도모하는 사회적 환경으로 인해 대단면 근접병설터널 계획이 점차 증가하고 있다. 지금까지는 주로 중앙벽체부의 지지기능을 활용한 2Arch터널의 형태로 도심지 지하철의 정거장이나 고속도로의 일부구간에 계획되고 있으나, 대단면 근접병설터널에 대한 시공실적 및 설계사례가 부족한 국내에서는 이에 대한 역학적 거동과 합리적 시공방안에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서, 대단면 근접병설터널에 대한 국내·외의 설계 및 시공사례를 정리·분석하므로서 차후 제한된 구간에서의 터널계획시 합리적인 설계 및 시공이 되고자 하였다. 또한, 최근 도심지 구간에 계획중인 터널의안정성 검토 사례를 중심으로 터널 및 인접구조물, 중앙필러부 및 콘크리트 라이닝에 대한 상세 안정성 검토방법을 고찰함으로써 기존 병설터널의 거동특성과는 구별되는 대단면 근접 병설터널의 안정성 평가기법에 대한 방향을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.5-14
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• 2007

본 연구에서는 2-Arch 터널의 중앙벽체 작용하중 산정에 쓰여지는 Matsuda의 제안식을 검토하여 문제점을 분석하였으며, 현장지반조건을 반영하는 설계정수 산정을 위해 수치해석을 수행하여 Matsuda의 제안식에 계수 ${\alpha}$를 제안하여 2-Arch 터널 중앙벽체 작용하중을 재산정하였다. 지반+중앙벽체의 수치해석 결과, 중앙벽체 시공 후 선행터널 굴착에 의해 중앙벽체는 편측으로 응력이 집중되는 현상을 보였으며 터널 굴착 완료 후 중앙벽체 응력과 비교해 암반이 불량한 경우 최대 86.5%의 응력이 불균등하게 국부적으로 발현되었다. 주변지반의 특성에 따른 중앙벽체 작용하중을 수치해석으로 검토한 결과 제안식에 비해 $14{\sim}83%$의 하중이 감소되었으며, 이를 바탕으로 하중감소계수(${\alpha}$)를 산정하였다. 향후 2-Arch 터널 설계 시 하중감소계수(${\alpha}$)를 전용하면 2-Arch 터널 중앙벽체 구조물의 과다 설계를 피하고 안정성 및 경제성을 확보할 수 있을 건으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.227-237
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• 2005

본 연구에서는 수평 불연속면 하부에 굴착한 얄은 섬도의 2-Arch 터널의 거동을 실험적으로 규명하고자 하였다. 이를 위하여 토피고와 불연속면의 위치를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험은 실제 2-Arch 터널의 Pilot 터널굴착에서 본선터널불착에 이르는 시공단계가 반영된 실험순서에 따라 진행되었다. 연구결과로 부터 토피고에 따른 2-Arch 터널 주변지반의 하중전이 메커니즘의 변화와 불연속면 위치에 따른 이완영역의 분포 및 범위의 변화를 확인하였다. 또한 시공단계에 따른 중앙필러의 역학적 거동을 규명하였으며 불연속면 위치가 터널에 근접할수록 중앙필러 작용하중이 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.323-330
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• 2007

최근 선형분리 곤란, 환경훼손 최소화 및 용지보상 등의 이유로 2-Arch 터널의 채택이 점점 증가하고 있다. 이런 실정에도 불구하고 2-Arch 터널은 국내에서의 시공실적 및 설계사례의 부족으로 자료의 데이터화가 체계적이지 않고 2-Arch 터널의 역학적인 거동 메커니즘에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2-Arch 터널의 종방향 이격거리에 대한 연구를 통해 본선 선행터널과 중앙벽체의 거동 메커니즘을 분석하고 적정 이격거리를 제안하고자 한다. 2-Arch 터널의 이격거리 산정은 터널의 안정이 확보되는 조건에서 산정하는 것이 타당하며, 이격거리에 따라 보다 민감하게 작용하는 중앙 벽체의 거동에 영향을 최소화 할 수 있는 범위내에서 이격거리를 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한 이격거리에 따른 중앙벽체의 민감도 분석결과 최대 변곡점이 생겨 급격한 응력변화가 발생하는 0.5D이내를 이격거리로 산정하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.260-266
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• 2010

본 연구에서는 모형실험을 통한 2-Arch 터널의 거동과 주변지반의 거동으로부터 중앙부 Pilot 터널굴착 및 선행터널(우측터널)과 후행터널(좌측터널) 굴착에 따라 좌 우 터널 상호간에 미치는 영향을 분석하고자 하였으며, 보강영역의 상대강성비와 토피고에 따라 발생하는 원지반 이완영역 및 아칭효과에 의한 중앙필러 및 주변 지반의 하중전이 현상을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 2-Arch 터널의 시공순서를 반영한 실험순서에 따라 모형실험을 수행하였으며, 보강영역의 강성 및 토피고를 변화시켜 이에 따른 2-Arch 터널의 변형 및 주변지반의 변위를 측정하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.454-464
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• 2021

연구목적: 기시공되어 현재 운행 중인 2-Arch 터널에 대하여 피난연결통로 신설의 필요성이 대두되고 있다. 이에 본 연구는 중앙벽체 굴착에 따른 터널 및 벽체 거동 분석과 안정성 분석에 목적을 두고 있다. 연구방법: 2-Arch 터널과 피난연결통로의 이론적 배경을 설명하고, 3차원의 유한요소 수치해석을 통하여 터널 및 벽체의 거동을 집중적으로 분석하였다. 다양한 지반 조건을 변수로 하여 암반 등급에 따른 매개변수 해석을 수행하였으며, 중앙벽체의 변위와 응력을 집중적으로 분석하였다. 연구결과: 중앙벽체 굴착 시 개구부 중앙에서 가장 큰 침하량을 보였으며, 응력은 첫 번째 굴착 시 가장 크게 발생하였다. 또한 개구부 양 상단에서 응력집중 현상이 발생함을 알 수 있었으며, 허용응력 개념을 고려한 안정성 검토 결과 허용응력을 초과하는 것으로 나타났다. 결론: 터널의 천단변위는 허용기준치 내로 안정성을 확보하였지만, 발생응력은 허용기준치를 초과하는 것으로 나타나 시공 시 적절한 보강공법을 적용하여 갑작스런 응력 해방에 대한 방지가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권4호
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• pp.250-260
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• 2019

본 연구는 마늘을 온도구배터널에서 재배하면서 생육기간 동안 인편의 발아, 지상부 생육과 광합성 특성, 인경 발달 등을 조사함으로써 기후변화에 대응하여 마늘 생육 전반에 미치는 기온상승의 영향을 살펴보고 이를 최소화 할 수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 터널 중앙부 온도(T_amb+3℃)와 후미부 온도(T_amb+6℃)는 입구의 대기온도(T_amb)를 기준으로 각각 3.2℃, 5.8℃가 높게 유지되었다. 인편의 발아는 터널 입구보다 중앙부와 후미부에서 더 늦었다. 그러나 추대기간과 개체당 최대 엽수에 도달하는 기간이 터널 입구에서 보다 중앙부와 후미부에서 짧게 나타났다. 지상부의 생장은 터널 입구에서 생육하였을 때 전반적으로 높고 중앙부와 후미부에서 감소하는 양상을 보였으며, 인경은 터널 내부의 온도 간에 큰 차이를 보이지는 않았으나 생육후기에 인경 생체량과 건체량은 터널 입구와 중앙부에서 생육하였을 때 다소 높았다. 광합성률(A), 기공전도도(g_s), 증산률(E)은 터널 입구에서 보다 중앙부에서 재배하였을 때 증가하였다. 또한 최대 광합성률(A_max)은 중앙부에서 생육하였을 때 높았으며, 호흡률(R_d)은 낮았다. 터널 입구 및 중앙부에서 인경발달이 더 왕성하여 크기가 크고 상품성이 높은 인경을 수확할 수 있었으나 터널 후미부인 대기온도 +6℃에서는 인경의 크기가 작아지고 소인편들이 생겨서 상품성이 낮았다. 따라서 대기온도보다 기온이 상승하였을 때에는 파종 전에 인편 발아에 필요한 저온요구도를 미리 충족시키거나 파종시기를 늦춘다면 인편 발아율을 높이면서 생산량도 증가시킬 수 있을 것으로 보인다. 그리고 인경 발달 단계에서 고온에 의한 상품성 하락을 최소화하기 위하여 수확시기를 앞당겨 수확하는 것도 고려할 필요가 있다.