• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.261-267
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• 2014

다양한 종류와 크기의 하중이 터널에 재하되는데, 본 연구에서는 쉴드 터널 내부에 작용하는 열차 진동하중이 연약 사질지반에 미치는 영향을 3차원 수치모델에 의하여 수치해석적으로 검토하였다. 이를 위하여 사인함수와 열차제원을 이용하여 열차진동의 형상과 주파수를 산정하고 속도충격률 및 노반압력을 계산하여 열차진동하중을 획득하였다. 계산된 열차진동하중을 3차원 유한차분해석망에 재하하여 Finn model을 이용한 유효응력해석을 수행하였다. 그 결과, 시간에 따른 과잉간극수압이력을 산정하였고 과잉간극수압비를 이용하여 액상화 가능성을 판정하였다. 그 결과 열차진동하중에 의하여 과잉간극수압이 발생함을 확인하였으나, 발생 정도는 미미함을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.333-344
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• 2013

본 연구에서는 절리 암반 내 터널굴착 시 지하수 유출량 예측량이 실제 계측치와 큰 차이가 나는 이유 중 하나인 터널주변 절리암반의 투수계수의 감소 현상에 대해 논의하였다. 현재 터널 설계 시 일반적으로 사용되고 있는 지하수 유출량 산정식은 터널주변 암반이 등방, 균질하고 일정한 투수계수를 유지한다고 가정한다. 하지만, 실제로는 터널주변 절리암반의 투수계수는 터널주변 유효응력 상태에 따라 변화하며, 절리 내 지하수 흐름에 따라 다시 터널주변 유효응력 분포가 영향을 받는 수리-역학적 상호거동을 보인다. 터널굴착 직후 터널 접선방향 유효응력이 응력집중과 간극수압 감소로 인해 급증하고 그에 따라 절리의 닫힘현상이 발생하며, 결과적으로 터널인접 절리암반 링 구간에서 투수계수가 급격히 감소하게 된다. 이러한 터널인접 링 구간 내에서 상당히 큰 간극수압 감소가 발생하게 되어 터널주변 간극수압 분포는 등방 균질의 절리암반으로 가정한 산정식과 큰 차이를 보인다. 본 연구에서는 절리암반의 수리-역학적 상호거동의 개념을 도입하여 터널주변 간극수압 분포와 터널 내 지하수 유입량 산정방법을 제안하고 이를 수치해석을 통해 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.675-683
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• 2015

주방식 지하구조물은 주방식 채광법의 개념을 이용한 지하구조물 건설 방법이다. 주방식 공법에서 배수는 터널의 싱글쉘 개념과 유사하며, 주방식 지하구조의 장기적인 안정화를 위해서 복공 뒷면의 지하수를 배수하여 지하수위를 사전 저감시키는 방식이 유효하다. 그러나 배수공에 의한 지하수위 저감 방식은 지하 굴착시 굴착면에 지하수압이 작용하지 않거나 발생 용수량이 크지 않다면 배수공은 필요치 않게 된다. 본 연구에서는 지하 굴착시 발생용수량에 따른 배수공 적용 유무를 검토하여 주방식 지하구조에서 배수공 적용 유무를 판단하는 기준을 제안하고자 하며, 배수공 적용이 불필요한 구간에 대해서는 숏크리트를 통한 유도 배수시스템을 제안하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.263-270
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• 2017

수압암반절개기술은 천공된 시추공에 설치된 이중패커의 인터벌에 암반의 인장응력 이상의 수압을 가하여 균열을 발생시킴으로써 암반을 절개시키는 방법이다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에 대하여 다양한 배열설계 및 주입설계에 따라 수압암반절개기술을 현장에 적용하였다. 실험 결과, 주입에 따라 새로운 균열이 발생되어 주변 공과 연결되거나 기존 균열이 연장되어 암반이 파괴되었다. 특히, 본 실험에서는 유도 슬롯과 평행한 방향을 지닌 균열이 발생되어 균열 생성방향을 제어할 수 있는 가능성을 제시하였다. 균열생성에 대한 제어 기술을 발전시키기 위해선, 균열생성에 영향을 미치는 여러 요소를 고려한 다양한 배열설계 및 주입설계를 암반 현장에 적용하여야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.387-396
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• 2015

기존 쉴드터널은 일률적으로 비배수 개념이 적용되고 있지만 시공 및 운영 과정에서 고질적인 누수 발생이 문제가 되고 있으며, 쉴드 세그먼트의 경우 토압 및 수압까지 고려한 설계로 인해 단면이 과다하게 증가되고 세그먼트 재료비 상승을 유발하고 있다. 이러한 문제점들을 개선하기 위해 쉴드터널에 배수 개념을 적용한 부분배수형 쉴드터널에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 부분배수 쉴드터널의 적용 가능성을 평가하기 위해 축소모형실험을 통해 배수 및 비배수 조건에서의 토압 및 수압 변화를 측정하였다. 실험 결과를 통해 도출된 수압 저감 효과를 바탕으로 지하수위 아래 위치한 쉴드터널 설계사례에 적용하여 구조 안정성을 검토하였고, 수압 저감을 통한 세그먼트 단면 축소 효과에 대해 평가하였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권4호
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• pp.325-333
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• 2014

대표적인 비재래에너지자원인 셰일가스 생산을 위해서는 수압파쇄가 핵심적인 기술이다. 암석의 취성도는 셰일가스 생산을 위한 수압파쇄 효율결정의 가장 중요한 물성 중 하나이며, 셰일의 취성도가 클수록 셰일가스 생산량이 증가하는 관계를 보인다. 암석의 취성은 다양하게 정의되며 표준화된 정의가 없어 혼란이 존재한다. 본 논문에서는 취성도의 다양한 개념들을 살펴보고 실내 실험값을 이용하여 취성도를 측정하고 각기 다르게 정의된 취성도간의 상관관계에 대해서 고찰해보았다. 일반적으로 일축압축강도와 인장강도의 비율로 나타내는 취성도와, 탄성계수와 포아송비를 이용한 취성도를 비교하였을 때 같은 암석에 대한 취성도 간에 매우 약한 양의 상관관계를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 포아송비의 경우 취성도에 미치는 영향이 명확하지 않은 것으로 나타났다. 수압파쇄 결과를 예측하기 위한 지표로써 취성도를 적용하기 위해서는 취성도의 개념의 표준화가 필요한 것을 알 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2001년도 추계학술발표회
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• pp.31-34
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• 2001

지하 LPG 저장기지의 수벽시설이 저장공동 주변 암반에 미치는 영향을 진단하기 위해서 수벽시설의 주입압력을 강하시키면서 간극수압계와 관측공에서의 지하수두 변화를 모니터링하였다. 수벽시설의 관측지점에 대한 효율성은 수치해석으로부터 수벽시설과 관측지점간 매질의 확산능을 구함으로써 분석하였다. 확산능 산출결과를 검증하기 위해서 수벽시설의 압력강하에 따른 관측지점에서의 수두강하비와 수두강하율을 구하여 확산능 결과와 비교하였다. 비교결과, 확산능은 수두강하비, 수두강하율과 일관된 변화를 보여주었으며 확산능의 값이 클수록 수벽공의 압력변화에 따른 관측지점에서의 반응성이 양호함을 나타내었다

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.96-108
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• 2001

NATM 터널의 콘크리트라이닝은 계획, 지반조사, 지반-라이닝 상호작용해석, 시공, 관찰, 시공중 수정 등의 과정을 거쳐 시공된다. 따라서, 설계자는 라이닝의 여러 기능, 시공과정, 지반조건 등을 고려하여야 한다. NATM 터널 콘크리트라이닝 설계시 지반조건이 열악하거나 숏크리트의 부식 등으로 1차 지보재가 지보능력을 상실할 경우에 대비하여야 한다. 그러나, 암반이완하중과 잔류수압의 크기, 형태 및 산정방법이 설계자에 따라 다양하게 적용되고 있는것이 현실이다. 본 논문에서는 NATM 터널 콘크리트라이닝 설계시 적용할 수 있는 암반이완하중 산정 법들에 대하여 고찰하고, 설계시 국내에서 주로 적용하는 다양한 암반하중과 잔류수압모델을 조합하여 구조해석을 실시한 후 콘크리트라이닝에 발생 하는 부재력의 크기를 비교하였으며, 적절한 하중조합을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.92-92
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• 2020

최근 지진 발생 빈도와 규모가 증가함에 따라 지진재해에 취약한 지하구조물의 내진성능 향상 및 신속한 복구에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 지하구조물 중 하나인 상수관망은 음용수를 안전하고 원활하게 공급하는 사회기반시설물로써 대부분의 시설물이 지하에 매설되어 있어 지진재해에 매우 취약하다. 지진으로 인해 상수관망 내 누수 및 파손 등의 피해가 발생할 경우, 물 공급이 중단되어 경제적 손실과 사회 전반적인 불편이 우려되므로 피해 관로의 신속한 파악과 복구가 이루어져야 한다. 상수관로에 발생하는 피해는 크게 누수와 파손으로 구분할 수 있다. 관로가 파손된 경우 용수가 표층으로 새어나오기 때문에 탐지가 용이하지만, 누수의 경우 표층으로 드러나는 피해가 없어 탐지 및 수리가 어려운 단점이 있다. 이러한 누수가 장기간 방치될 경우, 해당 시스템의 유수율 감소로 인한 경제적인 손실과 더불어 공급수압의 저하, 그리고 오염물 침투의 위험이 존재한다. 이러한 피해를 막기 위해서는 신속히 누수 지점을 파악한 후, 피해 관로의 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 현장에서 누수를 직접 탐지하는 방법은 정확도가 높은 반면, 많은 인력과 장비 그리고 비용이 소모되는 단점이 존재한다. 따라서 현장 누수탐지에 앞서 컴퓨터를 이용한 간접 누수탐지 기법이 지속적으로 개발될 필요가 있다. 본 연구에서는 현장 누수탐지의 탐지효율을 향상시키기 위해 수압, 유량 등의 관측 데이터와 수리해석 모의 및 최적화 기법을 활용한 컴퓨터 기반의 다중누수 탐지모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 소블럭 상수관망시스템에 적용하여 검증하고 탐지효율을 분석하였다. 컴퓨터 모의를 이용한 다중누수 탐지모형은 지진이나 홍수와 같은 대규모 재난 발생 후, 상수관망시스템의 신속한 복구 및 운영 정상화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.17-29
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• 1999

임해지역에 건설되는 지하 비축 기지 주변에서의 지하수 유동에 영향을 미치는 주요 요인들로는, 지형적인 영향, 공동 굴착으로 인한 영향 및 해수 침투에 따른 영향으로 대별된다. 본 논문은 모의 지하 원유 비축 기지 지역을 대상으로 이러한 현상에 의한 지하수 유동 특성 변화를 2차원 수치 모델로 해석하였다. 해석 결과 상기 3가지 요인 중 공동 굴착에 의한 영향이 가장 중요한 것으로 판명되었다. 이와 같은 조건에서 저장 공동으로부터 외부로의 지하수 유동 경로 해석이 상세히 수행되었다. 수치 모델링 결과 공동 굴착으로 인하여 공동 주변 지하수압에 심각한 변화가 일어났으나 이에 따라 지하수 유동 경로도 바뀌었다. 수벽공을 이용한 적절한 운영압을 적용함으로서 저장 공동에 비축된 유류의 누출을 저감할 수 있음을 보였다.