• 자연, 터널 그리고 지하공간
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• 제25권1호
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• pp.36-44
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• 2023

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.19-25
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• 2005

숏크리트와 록볼트를 지보재로 사용한다고 해서 NATM을 채택한 것은 아니므로 RMR과 Q-system에 의해 설계된 터널은 현대식 터널로 명명하였다. 강지보재로 지보되는 재래식 터널과 숏크리트와 록볼트로 지보되는 현대식 터널은 근본적으로 차이가 있는 것으로 알려져 있다. 현대식 터널은 암반의 하중지지력을 유지하기 위하여 숏크리트 지보를 사용하여 암반의 이완과 과도한 변형을 최소화시킨다고 하나 이에 대한 증명은 명확히 이루어지지 못하고 있다. 재래식 터널과 현대식 터널의 차이점을 살펴보기 위하여 사용되는 암반분류의 지보계 특성과 암반하중을 상호비교 하였다. 재래식 터널은 Terzaghi의 암반하중분류를 대표 암반분류로 채택하고, 현대식 터널은 RMR과 Q-system을 대표 암반분류로 채택하였다. 연구결과 현대식 터널의 주지보재인 숏크리트는 재래식 터널의 주지보재인 강지보 보다 지지력이 우수하였으며 암반분류에서 제시하는 암반하중은 재래식 터널과 현대식 터널의 차이는 없는 것으로 확인되었다. 따라서, 암반분류법에 의하면 숏크리트를 사용하는 현대식 터널의 암반의 하중지지력이 재래식 터널 암반의 하중지지력 보다 크다고 볼 수는 없다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.267-276
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• 2010

오늘날 전면접착형 록볼트는 암반공학 현장에서 주요 지보재로써 널리 이용되고 있다. 따라서 정밀한 록볼트 지보설계를 위해서는 록볼트의 지보거동 특성을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 그 중요성에도 불구하고 아직까지도 전면접착형 록볼트의 지보력이 발휘되는 원리를 완전히 이해하지 못하고 있다. 지금까지 제시된 대부분의 해석적 모델들은 볼트의 경계조건을 단순화시켜 개발되었기 때문에 현장 록볼트의 지보거동을 이해하는 도구로 사용하기에는 적합하지 않다. 이 연구에서는 전면접착형 록볼트의 지보력 발휘 메카니즘을 이해하기 위하 여 3차원 탄성 유한요소해석을 실시하였다. 이를 통해 볼트 선단의 변위경계조건 변화, 암반탄성계수의 변화, 그리고 절리면의 교차가 록볼트의 전단응력 및 축응력 분포특성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과는 볼트 선단의 고정판 설치 유무가 록볼트의 지보력 발휘 및 보강효과 증대에 큰 영향을 미치고 있음을 보여주었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.31-38
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• 2009

국내에서 터널 설계시 암반의 물리적, 역학적 특성에 따라서 $5{\sim}6$개의 암반등급으로 분류한 후 터널의 용도 및 특성을 고려하여 지보시스템을 결정하게 된다. 그러나 이와 같은 방법은 암반의 특성이 균일하다는 가정을 하고 있으며 암반특성이 종 방향으로 변화될 경우 이에 대한 지보시스템의 친정이 달라져야 한다. 본 연구는 3차원 수치해석 프로그램(FLAC3D)을 이용하여 NATM 터널시공시 암반특성의 종방향 변화가 암반분류 및 지보시스템 결정에 미치는 영향을 파악하고자 총 14Case를 현장의 시공순서를 고려한 해석을 수행하였다. 암반특성의 종방향 변화시 전 후방 암반의 강성차이가 작은 경우에는 암반경계를 기준으로 0.5D내외, 강성차이가 큰 경우에는 1.0D 내외의 범위에서 유리한 암반등급의 거동과는 다르므로 암반특성에 따라서 암반경계층을 기준으로 $0.5D{\sim}1.0D$구간을 안전측(보수적)으로 평가하여 설계에 반영하거나, 지보패턴을 하향조정하는 것이 시공성, 작업효율성, 공사기간 등의 측면에서 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.379-387
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• 2010

본 논문에서는 고속국도 제 12호선 담양-성산간의 양방향 터널의 설계 시, 지반 물성치의 불확실성을 고려하기 위해 위험도 분석에 근거하여 최적의 지보패턴 및 굴착방법을 결정하는 사례를 소개하였다. 이를 위해 지보량과 굴착방법이 다른 3 가지 적용 안을 선정하고, 터널의 안정성을 정량화할 수 있는 개념인 안전율을 사용하여 각각의 경우에 대해 Monte Carlo simulation 기법을 사용하여 위험도를 구하였다. 이때 결과의 신뢰도를 높이기 위하여 정규분포를 만족하는 총 729가지 경우의 지반물성치 조합 (변형계수, 점착력, 내부마찰각)을 생성하여 사용하였다. 또한 터널의 발생변위 및 숏크리트 휨응력 분포를 비교 분석하여 터널의 안정성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.171-182
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• 2007

도심지 개착구간의 교통 및 환경적인 영향을 최소화하기 위하여 단면적 $200\;m^2$ 이상의 정거장터널이 퇴적암반 중에 계획되었으나 토피고가 13 m 이하인 설계조건에 직면하게 되었다. 본 연구에서는 패턴설계가 아닌 시공사례와 아칭효과 발현을 기초로 세 가지 요소 - 단면형상의 영향, 작용하중의 적용방법, 지보방안과 터널안정성분석 - 를 중심으로 설계방향이 논의되었다. 단면형상의 역학적인 영향에 기초하여 기본설계안과 연구단면안이 유도되었고, 지보방안은 터널천반부의 침하방지 및 역학적인 평형상태를 유지하기위한 파이프루프 보조공법과 NATM의 지보원리를 활용하였다. 두 설계안의 비교분석으로부터, 터널라이닝을 개착구조물의 연장선상에서 제약한 설계조건과 터널안정성 및 철근배근의 시공성에 대해 기본설계안이 적합한 방안임을 확인할 수 있었다. 그리고 동일한 건축한계로 아치부의 응력집중이 발생되지 않는 안정적인 응력분포를 나타내는 연구단면안의 분석결과에서 보듯이 향후 대단면터널 설계기술의 향상을 위해 단면형상의 영향과 이완하중의 적용방안이 심도 있게 검토되어야 함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.87-98
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• 2005

지하수위 아래에 터널이 굴착되면, 지하수가 터널내로 유입되면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 지반반응 곡선은 내압과 터널 내공단면의 변위 관계로 정의되기 때문에 이러한 침투력의 영향을 크게 받게 된다. 본 연구에서는 건조상태 및 침투력을 고려할 경우의 지반반응곡선의 이론식을 각각 유도하였다. 또한, 유도된 이론식은 수치해석을 통하여 검증되었다. 다양한 지하수위 조건에서의 지보계 설치를 고려하여 지보재특성곡선과 함께 지반반응곡선을 연구하였다. 결국, 본 연구에서 유도된 지반반응곡선의 이론식은 합리적인 설계를 위한 적절한 지보계 설치시기 및 지보재 강성 등을 결정하는데 이용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.181-190
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• 2003

수렴-제한법은 수학적 모델 및 지반응답곡선을 통하여 터널안정조건을 평가하는 방법이다. 본 연구에서는 수치적 모델에 의하여 수렴-제한법을 검토하였다. 이 방법은 수학적 모델을 위한 기본가정이 필요 없고, 일반 형태의 터널에 적용할 수 있다. 본 연구결과에 따르면 2차원 수치해석에서 사용되는 숏크리트 강성변화 및 하중분담율은 중요한 요소가 아니며, 지반응답곡선과 지보반응곡선은 상호의존적인 것으로 나타났다. 터널구조는 지반과 지보의 상호작용에 의하여 분석되어야 한다. 그러므로 합리적인 터널설계를 위해서 터널의 안정성은 지반응답곡선에 의한 정성적 판단과 수치해석에 의한 정량적 검토가 필요하다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제13권4호통권56호
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• pp.107-115
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• 2009

70~80년대에 다수의 고속도로 건설과 함께 축적된 고속도로 터널에 대한 설계 및 시공기술에 비하여 철도터널의 설계는 최근들어 활발하게 이루어지고 있는 상황이다. 따라서 고속도로 터널과 철도 터널의 비교시에는 다소간의 시간적인 차이가 있는 것이 사실이다. 본 논문에서는 서로 비슷한 굴착단면적을 갖고 있으나 단면형상에서 차이를 나타내는 고속도로 2차로 자연환기터널과 선로중심간격 4.3m의 복선철도 터널에 대해 동일한 조건하에서 지보재를 설치하지 않은 경우와 지보재를 설치한 경우에 대해 수치해석을 수행하여 단면형상 차이에 따른 터널 주변암반에 발생하는 주응력크기 및 축차응력 비교를 통한 터널의 안정성을 비교 분석하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2004년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.31-45
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• 2004