• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.620-634
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• 2018

고속도로면으로 부터 심도는 약 7.5 m로 얕으나 너비가 약 21 m로 넓은 터널의 안정성을 확보하고 도로면의 침하를 최소화하기 위하여 NTR(New Tubular Roof)공법을 보조공법으로 이용하였다. 이 방법에 따라 터널 굴착예정선 둘레에 직경 2.3 m의 강관 13개를 종방향으로 압입하고 강관측벽을 뚫어 서로 연결한 후 강관내부와 연결공간을 콘크리트로 채워 라이닝을 먼저 만들었고 라이닝 내부 지반을 굴착하여 터널을 완성하였다. 여러 개의 강관을 순차적으로 압입함에 따라 이완영역이 서로 연결되면서 폭이 점차 넓어지는 공동으로 거동하여 침하증분이 커졌고 터널 폭이 가장 넓은 곳에 강관을 압입할 때 도로면 침하증분은 약 2.2 mm로 최대였으며 라이닝 시공 때 까지의 총침하는 약 7.7 mm이었다. 그리고 폭이 넓은 라이닝 내부 터널을 굴착하면서 약 4.3 mm의 침하가 추가로 발생하면서 시공종료 후 총침하는 약 11.8 mm가 되었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.142-155
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• 2018

${\bigcirc}{\bigcirc}$광산은 광체주변에 미고결된 층서가 불규칙하게 발달되어 있다. 본 연구는 효율적인 루프볼트(roof bolt) 시공을 위하여 불규칙한 층서의 두께를 체계적으로 배열하고 이에 대응하는 지보시스템을 제시한 것이다. 층서별 두께를 조합한 81개의 경우의 수를 강건설계에 의하여 9개의 사례로 한정하여 지보설계를 하였다. 각 사례에 대하여 천반하중으로 작용할 수 있는 하중고를 층서의 특성과 RMR에 의하여 결정하였다. 하중고에 의한 하중범위를 블록형상과 아치형상으로 가정하여 계산하였다. 두 방법의 평균하중으로 루프볼트의 지보력을 감안한 지보설계를 하였다. 지보설계에 대한 수치해석 결과 케이블 볼트는 선단정착 방식보다 전면접착 방식이 천반유지에 더 효과적인 것으로 분석되었다. 시공결과 천반의 컨트롤은 가능하였으나 갱도측벽의 변형으로 천반 전체가 하부로 조금씩 침강하는 현상을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권1호
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• pp.20-29
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• 2001

터널 굴착으로 인한 천반의 최종 변위는 내공변위 곡선을 시간과 거리에 따른 임의의 함수로 표현하여 예측할수 있다. 본 연구에서는 도심지 주변의 천층 광폭터널에서의 변위 예측식의 적합성을 검토하였다. 연구 대상 터널은 도심과 무등산 공원의 경계에 위치하여 터널 상부의 토피고가 낮고 폭이 넓은 터널이다. 연구 결과, 토피고가 낮은 갱구부에서 풍화암 지반이 강관다단 그라우팅 및 forepoling 보강에 의해 탄소성지반이 아닌 탄성지반에 준하는 특성을 나타내는 풍화암 내지 연암층으로 된 연구대상 터널의 경우 지수함수식이 더 적합한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제14권6호
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• pp.411-422
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• 2004

폐광지역에서 흔히 발생하는 싱크홀 형태의 지반침하는 인근 지역 주민의 안전은 물론, 지상구조물에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구에서는, 이러한 싱크홀의 발생양상을 수치해석적으로 규명하기 위해, 아주 특별한 형태의 유한요소해석을 실시하였다. 특히, 갱도 천반의 붕락에 의해 야기되는 공간이나, 파쇄된 암반이 쌓여서 이루는 폐석더미 등 기존의 수치해석기법으로서는 쉽사리 표현할 수 없었던 현실적인 문제들을 수치적으로 모사하기 위해 active-passive-active 유한요소를 사용하였다. Active 요소 즉 고체 요소는 싱크홀이 형성되는 영역 내에서 인장파괴 기준식을 만족하게 되면 passive 요소 즉 공간 요소로 전환될 수 있다. 싱크홀이 완전히 형성되게 되면 이들 passive요소들은 다시 active요소로 바뀌면서 폐석더미를 수치적으로 모사할 수 있게 된다. 채굴적의 폭, 심도, 천반의 상태 및 붕락 암반의 부피팽창율 등이 싱크홀에 미치는 영향을 검토하기 위해 여러 가지 조건에 의한 유한요소모델이 해석되었다. 본 연구는, 이와 같이 싱크홀이 발생하는 과정이나 천반이 붕락하는 현상 등을 해석하기 위해 수치해석상에서 active-passive-active유한요소들이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 터널과지하공간
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• 제34권1호
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• pp.54-70
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• 2024

생산이 완료된 노천광산 채굴적을 광미(광물찌꺼기) 적치 장소로 활용하는 방안은 기존 광미 적치 시설(TSF, Tailing storage facility)의 설치 공간 및 운영비용 문제 해결을 위한 대안으로 제시된다. 하지만 장기간에 걸쳐 적치된 광미는 주변 암반에 추가적인 하중으로 작용하여 광산의 역학적 안정성을 저해할 위험성이 존재한다. 본 연구에서는 호주 Marymia 광산의 사례를 참고하여 약 60,400 시간에 걸친 광미 적치 시나리오를 구축하였으며, 다양한 지하 채광장 형태 및 암반 조건에 따른 천반 수평필러의 역학적 안정성을 Sigma/W 해석 소프트웨어를 활용하여 분석하였다. 분석 결과, 광미 적치가 장기간 지속됨에 따라 천반 수평필러의 파괴 가능성이 유의미하게 증가함을 확인하였다. 해당 결과는 노천채굴적 내 광미 적치 시 광산 구조에 대한 역학적 안정성 고려가 필수적임을 시사한다.

• 터널과지하공간
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• 제18권4호
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• pp.300-311
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• 2008

삼병렬 터널은 3개의 터널이 서로 나란히 배열되는 형태의 터널이다. 본 연구에서는 터널간 이격거리, 터널단면 형상, 지보조건, 지반조건 등이 서로 다른 7가지 삼병렬 터널 모형들에 대한 축소모형실험을 통하여 모형별 균열개시압력과 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 낮은 압력 수준에서 필러의 파괴가 일어나고 터널의 내공변형량도 증가하여 터널의 안정성은 감소하였다. 터널단면의 형상이 아치형, 편평아치형, 사각형인 모형들 중에서 사각형 단면을 가진 터널의 안정성이 가장 작았으며, 천반곡률반경이 작은 아치형 터널이 편평아치형 터널보다 안정성이 우수하였다. 터널의 천장부에 모형 록볼트를 설치한 모형은 무지보 터널 모형에 비하여 균열개시압력이 클 뿐만 아니라 천단침하량도 적게 나타나 지보의 효과를 확인할 수 있었다. 이방성 암반내 터널 모형은 등방성 모형과 매우 다른 변형거동을 나타내었으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 터널과지하공간
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• 제6권1호
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• pp.10-18
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• 1996

Arched openings are generally excavated in underground construction works. Since stress distribution around openings depends on geological structure in rock mass, any shape of arched openings fully conformed with in-situ stress condition should be recommended to maintain mechanical safety of structures. Shape of arched openings is specified by both roof curvature and height-width ratio, and especially this report presents deformation behaviors related with roof curvature. Scale model tests and numerical studies of various shaped openings are conducted, where rectangular opening shows the greatest convergence. Through the anlayses of various arched opengings, as radius of roof curvature is increased, roof lowering and sidewall closure are remarkably increased, whereas floor heaving is increased little by little. By the way, it is useful that displacements of openings are roughly estimated in the stage of preliminary investigation. To find out elastic displacements of arched openings with any roof curvature, regressional formula and charts by least square method are represented. In addition elastoplastic deformation behavoirs of arched openings concerning associated adn non-associated flow rule are discussed.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.442-456
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• 2018

본 연구에서는 터널의 축소모형실험을 통해 이방성 암반에 설치되는 록볼트의 보강효과를 검토하였다. 이를 위해 터널규격, 암석강도, 이방성 경사, 측압계수를 달리한 두 가지 터널사례를 실험하였다. 구슬달린 자수용 시침핀을 사용하여 전면접착식 D25 이형봉강 록볼트를 모델링하였고 이들을 모형터널의 천반과 측벽에 체계적으로 설치하였다. 첫 번째 사례에서, 무지보 모형은 터널 천정부에서 초기균열이 발생하였지만 록볼트 설치 모형은 록볼트가 설치되지 않은 영역인 터널 바닥부에서 초기균열이 발생하였다. 또한, 록볼트 설치 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력과 최대압력이 각각 11%, 7% 더 컸고, 이방성 암반의 불연속면이 터널의 파괴거동에 미치는 영향은 작아져서 록볼트의 보강효과를 실험적으로 검증할 수 있었다. 지보패턴을 달리 적용한 두 번째 사례에서는, 록볼트의 길이와 수량이 큰 모형일수록 균열개시압력이 크고 하중에 따른 터널면적 축소비율은 작게 나타나, 록볼트의 길이와 수량을 증가시킬수록 록볼트의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.457-475
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• 2018

본 연구에서는 갱내채광장의 발파현상을 보다 현실적으로 수치해석상에서 반영하기 위하여 현장에서의 발파를 통해 획득한 발파진동 파형을 발파지점의 진동속도로 변환하여 이를 동적수치해석의 입력 자료로 직접 활용하였다. 석회석 갱내채광장의 지질특성과 채광단계를 반영한 수치모델을 구성하였으며, 이를 바탕으로 동적수치해석을 수행하여 석회석 갱내광산의 발파작업이 채광장의 안정성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과와 현장에서 계측된 발파진동의 비교를 통하여 실측발파진동의 적정성을 확인하였으며, 연속되는 채광작업은 응력의 교란에 의한 천반붕락 및 채굴공동 주변의 활동성 파괴영역의 발생을 야기할 수 있는 것으로 분석되었다. 이로부터 연구대상 광산에서의 안정적인 채광활동을 위해서는 추가적인 보강대책이 필요할 것으로 판단된다.