• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.59-70
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• 2008

도심지 터널의 설계, 시공 그리고 유지관리에 있어서 지반 변위 억제와 변형거동 예측은 중요하다. 국내 외 연구자들은 다양한 수치해석적인 기법과 현장 계측 결과를 이용하여 터널 시공과 관련된 변형거동 예측을 시도하였다. 하지만, 설계물성치의 산정과 지반 모델링 그리고 수치해석기법과 관련된 사용상의 어려움에 의해 아직까지 만족스러운 결과를 얻지는 못하였다. 본 논문은 수치해석적인 기법과 인공신경망을 이용하여 도심지 NATM 터널의 설계 물성치 산정과 변형거동 예측에 관한 방법을 제안하였다. 인공신경망 모델 개발을 위한 학습과 테스트과정은 데이터베이스된 수치해석결과를 이용하였다. 개발된 인공신경망 모델은 입력변수인 지반변위와 결과변수인 설계 물성치 간의 상호관계를 적절히 인식할 수 있다. 수치해석은 지반의 연화거동을 모사할 수 있는 변형률 연화모델을 적용하였다. 사례분석에 있어서 굴착 초기단계의 계측 값을 개발된 인공신경망 모델에 입력하여 설계 물성치를 계산하였으며, 수정된 설계 물성치는 수치해석을 통하여 다음 굴착단계에서의 터널 주변의 지반 변형거동을 예측하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 설계물성치의 정량적인 평가 및 변형거동 예측이 계측이 입수된 초기 굴착단계에서 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.329-340
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• 2010

터널과 같은 지하공동 구조물의 역학적 거동은 지반의 복잡성 및 불확실성으로 인해 예측이 매우 어렵다. 터널굴착에 따른 거동 예측은 주로 모형실험이나 수치해석을 이용한 방법을 사용한다. 그러나 모형실험은 현장조건을 재현하기 어렵고, 수치해석 또한 적합한 구성 모델의 선정과 입력인자를 구하기가 매우 힘들다. 본 연구는 국내 화강암 풍화토 지반에 건설되는 터널의 천단침하와 내공변위에 대한 계측자료와 RMR을 근거로 하여 회귀분석방법을 사용하여 천단침하와 내공변위를 예측하였다. 계측자료를 분석한 결과 터널 굴착에 따른 천단침하는 굴착 초기인 약 20일 이내에 총 변위 변화량의 약 70~80%가 발생되었다. 천단침하와 내공변위를 예측한 결과, 지수함수가 대수함수보다 비교적 계측값에 잘 일치하였다. 또한 RMR값과 각 단면의 변위를 비교하여 상관관계식을 얻었다.

• 한국재난관리표준학회지
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• 제3권2호
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• pp.57-64
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• 2010

본 연구는 신설 터널 발파 시 기존 터널 거동 및 시설물 안전에 관한 연구로서 설계 당시에는 신설 터널의 안전성에 초점을 맞추다 보니 기존 터널 내부에 설치되어 있는 제연 팬 등과 같이 시설물의 안전성을 확보하기 위한 세부적인 설계에 있어서 다소 미흡한 면이 있었다. 기존 터널의 최근 10년간 교통사고 유형을 분석한 결과 주행 중인 차량 간 긴급 상황 및 상호 장애요소 발생 시 미처 대처하지 못해 발생하는 사고가 대부분인 것을 알 수 있었다. 이런 점을 감안하여 신설 터널 시점 부 및 본선 구간 발파 시 장약량을 최소화하였고 피난연결통로 굴착은 대구경 심빼기 발파공법으로 변경 시공하여 진동을 최소화함으로써 기존 터널 내부의 시설물 안전성을 확보하였다. 정량적 분석 방법으로서는 각종 계측기를 설치하여 신설 터널 주변 민가, 기존 터널 내부 및 제연 팬 주위에 설치하여 실시간 변위를 파악하여 교통류 차단 없이 정상 흐름을 확보하였다. 향후 대도심지에 위치하면서 기존 터널과 인접한 터널 설계 시 터널 내부 시설물 안전성 확보를 위해 발파 장약량, 발파공법 및 계측방법의 개선 방안을 제시하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.29-36
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• 2007

지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반변위에 대한 관리와 예측은 도심지 터널 시공에 있어서 주요한 인자가 된다. 본 논문은 도심지 NATM터널의 변형거동에 대한 세밀한 분석을 위하여 사례분석과 수치해석적인 방법을 통하여 굴착에 따른 지반 평가와 거동 예측을 수행하였다. 수치해석적인 방법은 FLAC-2D 변형률 연화모델과 탄소성모델을 이용하였다. 현장계측은 지표면 침하와 지중변위를 수행하였으며, 계측결과는 시공중 설계물성치의 재설정에 이용되어졌다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.905-913
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• 2017

세그먼트 라이닝 설계시 고려하는 하중은 자중, 연직하중, 수평하중, 지반반력, 수압, 뒤채움 주입압, 부력 등이 있으며, 이 가운데 토압과 수압은 세그먼트 라이닝 설계시 콘크리트 강도, 세그먼트 라이닝의 두께 및 철근량 등을 결정하는데 가장 큰 영향을 미치는 주요 인자이다. 따라서 본 연구에서는 쉴드터널 시공단계별 계측결과를 토대로 세그먼트 라이닝에 발생하는 휨모멘트 계산하였으며, 이를 역해석 결과와 비교분석을 통하여 세그먼트 라이닝에 작용하는 토압 등을 분석하였다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.81-89
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• 2014

국내 터널현장에서는 일차 지보재의 안정성 및 이차라이닝의 두께와 시공 시기 등을 결정하기 위하여 숏크리트에서 응력 측정을 수행하고 있다. 본 연구에서는 국내 여러 지역의 터널 현장에서 수행된 숏크리트 응력 측정 사례의 분석을 통하여 숏크리트 계측 현황 및 숏크리트 안정성 평가 기준의 문제점을 제시하였다. 또한 개선된 숏크리트 응력 계측 방법을 시공 중인 터널현장에 적용한 사례를 제시하였다. 현재와 같이 숏크리트의 안정성 평가를 측정응력의 절대적 크기를 통하여 수행하기 위해서는 숏크리트 응력 측정의 신뢰성 향상이 필요하다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.262-270
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• 2018

연구목적: 본 연구는 국내와 국외의 도시 및 고속철도터널 유지관리 계측센서의 손망실 현황을 조사하고 분석을 실시하였다. 연구방법: 도시철도터널 유지관리 계측센서 설치 후 5년에서 6년의 손망실율은 서울 지하철5,6,7,9호선은 14.2%에서 14.8%, 영국의 Channel tunnel은 13.9%로 거의 유사하게 나타나 5년 경과연수에서는 15%로 설정하는 것이 타당한 것으로 판단된다. 연구결과: 고속철도터널 유지관리 계측센서 설치 후 3년에서 5년의 손망실율은 호남고속 철도1단계 에서 60.9%로 서울지하철5,6,7,9호선의 4배 이상 크게 나타났다. 결론: 8년에서 10년의 경부고속철도2단계에서는 66.8%로 나타나 5년에서 10년 사이에 급격하게 증가하므로 향후 10년 이상 장기간의 경과연수에 따른 계측항목별 손망실율 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.17-23
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• 2004

터널 하중을 예측하는 것은 터널 설계에서 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 개나다 에드몬턴시의 여러 터널로 부터 측정된 계측자료와 기존에 존재하는 설계방법을 이용하여 계산된 터널 하중의 비교를 통하여 기존 설계방법들의 정확도를 검토하였다. 그러나 기존의 방법들은 터널 하중을 예측하는데 만족하지 못한 결과를 보여 주었다. 일자 라이닝의 설치 이전에 발생하는 응력감소 인자를 구한 후, 기존의 설계방법을 결합하여 터널 하중을 예측할 것을 제안하였다. 에드몬턴시에 건설된 터널에 대한 무차원 하중 인자인 nD/H값이 도표로 제시되었다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 제안된 방법으로 계산된 터널 하중과 계측 값을 비교하였다. 다른 지역 터널의 경우, 비교적 견고 (stiff) 하거나 조밀 (dense)한 흙으로 구성된 지반에 터널이 건설될 경우에는 제안된 방법을 사용할 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.373-386
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• 2014

본 연구에서는 연약대를 관통하는 터널의 변위거동에 관한 연구내용을 다루었다. 이를 위해 발파굴착 공법이 적용되는 터널을 대상으로 다양한 파쇄대 조건을 도출하고 이에 대한 3차원 해석을 수행하여 파쇄대의 주향 및 경사와 터널 변위 거동과의 관계에 대한 매개변수 연구를 실시하였다. 해석결과를 토대로 파쇄대의 공간적 분포 특성에 따른 터널의 파쇄대 관통 전후의 변위 거동을 고찰하였으며 이를 토대로 현재 실무에서 적용되고 있는 3차원 계측결과의 활용방안을 모색하였다. 3차원 해석 결과를 분석한 결과 터널 천단 및 내공변위의 각 성분비는 터널 주변 파쇄대의 터널과의 상대적 위치 및 방향성에 따라 달라지는 것으로 관찰되어 천단 및 내공변위 등 전통적인 터널 안정성 지표와 아울러 터널의 안정성 검토는 물론 주변 파쇄대 존재여부를 판정하는 지표로 활용할 수 있는 것으로 검토되었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.424-430
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• 2001

현대건설(주)는 사업 주관사로서 해외 업체와 대만고속전철 턴키 공사를 2000 년 1 월에 공동으로 수주하였다. 고속전철의 총 연장 길이는 약 326 km 이며, 정거장 10 개소, Depot 및 야적장으로 구성되어 있다. 이번에 수주한 공구는 2 개의 연속된 공구 (C230, C240) 이며, 본 논문은 총 연장 23.6km 인 C230 공구에 대한 설계 과정을 수록하였다. C230 공구는 NATM 터널 (6.2km), Cut-and-Cover 터널 (0.5km), 교량 (7.8km) 및 토공 구간 (9.1km)으로 구성되어 있다. 전 구간의 지반조건은 "매우" 취약한 매질로 구성되어 있으며, 층리나 절리는 거의 발달되어 있지 않다. 따라서 화약발파에 의한 터널 굴착은 기계식 굴착 (Back-hoe Excavation) 방법에 비하여 현실성이 없는 것으로 분석되었다. 취약한 지반에서 계측 결과를 기준으로 굴착 공간을 안전하게 유지할 수 있는 NATM 보강 설계가 현지 암반조건에 가장 이상적인 방법으로 제시되었다. 특히, NAT설계는 대형 아파트 지역과 파쇄대 및 지하수 침투 예상지역을 통과하기 위하여 계측에 의한 Feed-back 과정을 탄력적으로 적용하도록 계획하였다.