• 제목/요약/키워드: 최적 터널설계

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TBM 세그먼트 라이닝 최적 설계 시스템 개발 (Development of optimized TBM segmental lining design system)

  • 우승주;정은목;유충식
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.13-30
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    • 2016
  • 본 연구에서는 해저 터널의 특수성을 고려한 TBM 세그먼트 라이닝의 최적 설계 시스템을 개발하였다. 해저 터널은 일반적으로 일정 수압 하의 토사나 암반 등으로 구성된 해저 지반 내에 시공된다. 본 설계 시스템은 특정 해저 터널 단면에서의 지반 조건, 시공 조건 및 터널 조건을 고려하여 인공신경망 기반의 세그먼트 라이닝 부재력 예측 시스템을 구축하고, 시공성이 확보된 단면 DB를 구축하여 해저터널에서 최적 단면 설계가 가능하도록 구성하였다. 결과적으로 본 시스템은 해저 터널 설계에 사용되는 BIM과 연동되어 자동으로 설계가 가능하도록 하였다. 단면 검토 및 설계에 사용되는 세그먼트 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 인공신경망을 통해 일반화한 후 BIM 시스템에 접목시켜 별도의 추가 해석이 필요없이 유사 단면의 해저 터널 설계에 적용이 가능하도록 하였다.

위험도 분석에 근거한 최적 터널설계 사례 (A case study on the optimal tunnel design based on risk analysis)

  • 유광호
    • 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.

지식기반형 NATM 라이닝 최적 설계 시스템 개발 (Development of Knowledge-based Study on Optimized NATM Lining Design System)

  • 송주상;유충식
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제17권4호
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    • pp.251-265
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    • 2018
  • 본 연구에서는 해저 터널의 특수성을 고려한 NATM 2차 라이닝의 최적 설계 시스템을 개발하였다. 해저 터널은 일반적으로 일정 수압 하의 토사나 암반 등으로 구성된 해저 지반 내에 시공된다. 본 설계 시스템은 특정 해저 터널 단면에서의 지반 조건, 시공 조건 및 터널 조건을 고려하여 인공신경망 기반의 라이닝 부재력 예측 시스템을 구축하고, 시공성이 확보된 단면 DB를 구축하여 해저터널에서 최적 단면 설계가 가능하도록 구성하였다. 단면 검토 및 설계에 사용되는 라이닝 부재력 예측은 유한요소해석을 토대로 구축한 인공신경망을 통해 일반화한 후 별도의 추가 해석이 필요없이 유사 단면의 해저 터널 설계에 적용이 가능하도록 하였다.

캐비테이션 터널 시험용 청음기배열 최적 설계기법 (A Study on Hydrophone Array Design Optimization for Cavitation Tunnel Noise Measurements)

  • 박철수;설한신;김건도;박영하
    • 한국음향학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.237-246
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    • 2013
  • 본 논문에서는 캐비테이션 터널에서의 소음계측용 청음기 배열 설계를 위한 최적화 기법을 제안하였다. 제안된 최적설계 기법은 배열 설계인자 및 목적함수 정의 그리고 최적화 알고리즘 적용 등의 내용으로 구성되어 있다. 설계인자 정의는 원형배열, 나선배열, 다중나선배열을 대상으로 하였다. 목적함수는 주엽의 빔폭과 최대 부엽 크기를 동시에 고려할 수 있도록 정의하였다. 최적화 알고리즘으로는 광역 최적화 기법의 일종인 VFSR 기법을 적용하였다. 최적 설계기법을 각 배열에 적용 후 도출된 최적 배열을 대상으로 최대 부엽크기 및 주엽의 빔폭을 분석하였다. 끝으로 캐비테이션 터널 내부의 다중반사를 고려한 빔형성 결과 평가를 통해 본 기법의 유용성을 확인하였다.

Computer Simulation Program을 이용한 터널조명설비의 설계 (The Tunnel Lighting Design Using a Computer Simulation Program)

  • 박상훈;장우진
    • 한국조명전기설비학회:학술대회논문집
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    • 한국조명전기설비학회 1999년도 학술대회논문집-국제 전기방전 및 플라즈마 심포지엄 Proceedings of 1999 KIIEE Annual Conference-International Symposium of Electrical Discharge and Plasma
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    • pp.234-239
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    • 1999
  • 도로터널 조명설비의 합리적인 설계로 도로터널의 안전한 교통운행 확보와 쾌적한 운전 환경을 위하여 Computer Simulation Program을 이용한 최적의 터널조명환경을 조성하고 그 결과를 분석·검토하여 설계에 적용하고 조명설비 공사에 반영하며, 발생하는 문제점과 그 대책을 제시하고자 한다.

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유한요소법과 반응표면법을 이용한 터널액추에이터의 최적설계 (Optimum Design of Tunnel Actuator using Finite Element Method and Response Surface Method)

  • 고형환;김창업;문호영;김홍중
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.790-791
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    • 2011
  • 본 논문에서는 기존의 리니어모터와 터널 액추에이터의 장단점을 비교하였다. 성능 향상을 위한 최적화 설계방법에 대한 연구 방법을 제시하고, 3D 유한요소법과 반응표면법을 이용하여 터널 액추에이터의 추력이 최대가 되는 최적설계를 하였다.

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노르웨이 터널 시공 방법 (Norwegian Method of Tunnelling)

  • 김치환;임경호;이석천
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 1994년도 정기총회 및 제 11 회 학술발표회
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    • pp.1-11
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    • 1994
  • 현재 국내 터널의 설계와 시공은 대부분 NATM의 원리를 적용하고 있다. 그러나 터널의 설계 접근방법과 시공의 상황을 살펴보면 NATM을 국내 지질에 적용하는 것이 항상 최적이 아니라는 것을 알수 있으며, 국내 터널의 시공에 있어서도 NATM과 다른 개념의 도입과 정확한 이해가 필요하다는 것을 많은 기술자가 느끼고 있다. 따라서 보다 경제적이고 안전한 터널 시공방법의 결정을 위해 NATM의 개념과 다른 터널 설계 및 시공방법으로 노르웨이 터널 시공법(Norwegian Method of Tunnelling, NMT)을 소개하고자 한다. (중략)

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터널식 공동구 최적단면 설계기술 개발: 해외 표준단면 사례 및 설계기준 분석 (Development of optimal cross-section design methods for bored utility tunnels: case study of overseas typical cross-sections and design criteria)

  • 박광준;윤경렬
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.1073-1090
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    • 2018
  • 국내 공동구는 주로 신도시 개발사업에 포함되어 건설되었기 때문에 모두 개착 BOX 형태를 이루고 있으나 기존 시가지를 대상으로 독자적 공동구를 건설 중인 해외의 경우 터널식 공동구 형태를 주로 채택하고 있다. 공동구의 사회적 요구가 큰 중심가 도심지는 교통량이 많아 장기적으로 차로를 차단하거나 우회 차로 설치가 곤란한 것이 일반적이므로 터널식 공동구 설치가 합리적이라 하겠다. 이러한 터널식 공동구 활성화를 위해 공동구 최적 설계용량 및 수용시설(전력, 통신, 상수도 등)별 상호 영향인자(열간섭 및 전식, 유지관리 효율성 등)를 고려한 최적화된 단면설계 기술력을 확보할 필요가 있다. 터널식 공동구의 최적단면 설계기술이란 결국 공동구내 수용시설의 최적 배치기법을 도출하는 것이라 할 수 있다. 이러한 설계기법 도출을 위해 우선적으로 해외의 터널식 공동구(Shield TBM, Conventional Tunneling) 내공단면 적용 사례를 조사하여, 단면 내 수용시설의 배치현황, 부대시설 설치 등의 특징을 분석하고, 또한 국내 외의 공동구 설계기준 및 지침서에서 제시하고 있는 내공단면 설계(배치)와 관련한 기준사항들을 정리 분석할 필요가 있다.

3D 공간정보를 활용한 터널 설계 자동화 기술 개발 및 적용 사례 : 남해 서면-여수 신덕 국도 건설공사 BIM기반 설계를 중심으로 (Development and Application of Tunnel Design Automation Technology Using 3D Spatial Information : BIM-Based Design for Namhae Seomyeon - Yeosu Shindeok National Highway Construction)

  • 조은지;김우진;김광염;정재호;방상혁
    • 터널과지하공간
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    • 제33권4호
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    • pp.209-227
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    • 2023
  • 정부는 건설산업의 생산성 혁신을 위해 BIM 기반 스마트 건설기술 활성화방안을 지속적으로 발표하고 있다. 설계단계에서는 BIM 데이터와 다른 첨단기술을 융합하여 설계 자동화와 최적화 수행을 목표로 한다. 국내 해저터널 사업인 남해 서면-여수 신덕 국도 건설공사 기본설계에서는 터널설계 프로세스에 따라 3D 공간정보를 이용한 터널설계 자동화 기술을 개발하여 BIM 기반의 설계를 수행하였다. 터널의 선형설계에 제너레이티브 디자인 기법을 사용하여 만 여건 이상의 케이스를 36시간 내에 도출하고, 설계자가 정의한 목적함수의 정량적 평가를 수행하여 설계자가 요구하는 조건의 최적 선형을 도출했다. AI 기반의 지반분류와 3D Geo Model을 구축하여 최적 선형의 경제성 및 안정성을 평가하였다. AI 기반의 지반분류는 시추 코어 1공당 약 30종의 지반분류를 수행하여 그 정밀도를 향상시켰고, 3D Geo Model의 경우 시공 중 추가되는 지반 데이터를 누적할 수 있다는 점에서 그 활용도를 기대할 수 있다. 3D 발파설계의 경우 Dynamo 상에서 노선상의 모든 보안물건을 검토하여 최적 장약량을 5분 만에 도출하고, 직관적이고 편리한 시공관리를 위해 3D 공간상에 설계 결과를 시각화함으로서 시공 중에 직접 활용할 수 있도록 했다.