• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.307-324
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• 2006

본 논문에서는 운영중인 터널에 인접하여 신설터널이 시공되는 경우 터널간 상대적인 위치관계에 따른 기존터널의 라이닝에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 신설터널이 인접하여 시공되는 조건에 대해2차원 및 3차원 유한요소해석을 통해 매개변수 연구를 수행하여, 신설터널의 상대적 위치 및 굴진에 따른 기존터널 라이닝의 유발된 단면력과 변형형상의 변화경향을 분석하였다. 신설터널은 기존터널의 상부 또는 하부에 시공되는 경우 그 영향이 가장 크게 작용하는 것으로 나타났으며 측벽방향으로 수평하게 시공되는 조건이 가장 안정적으로 분석 되었다. 한편 기존터널과 교차하여 시공되는 경우 기존터널의 상부보다 하부에 신설터널이 시공될 때의 영향이 더 큰 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제27권4호
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• pp.195-204
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• 2017

본 사례연구에서는 신림~봉천터널 지하환기소 대단면 터널의 시공 사례를 소개하였다. 환기갱(폭 7.8 m, 높이 6.6 m)에서 환기소(축류팬실, 폭 20.8 m, 높이 12.3 m)로 터널 단면이 확대되는 구간에 대해 안전성 및 시공성 등을 고려하여 점진적인 확대 굴착 방안 및 Q 시스템을 이용한 확폭 구간의 임시 보강 방안이 검토되었다. 확폭이 완료된 이후 대단면 터널은 현장의 암반조건을 확인하고, 전산해석을 이용한 터널의 안정성 검토 등을 통해 암반등급에 따라 굴진장을 일부 조정하고, 터널 상부 굴착을 분할 없이 전단면 굴착으로 변경하여 시공성을 향상시켰다. 본 사례연구에서 소개한 시공 사례가 향후 유사한 조건의 지하환기소 또는 4차로 도로 등의 대단면 터널의 설계 및 시공에 유용한 참고 자료가 될 수 있기를 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.179-194
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• 2017

쉴드터널의 세그먼트 라이닝 단면 설계는 일반적으로 빔-스프링 모델을 사용하여 이루어지며, 산정되는 단면력은 모델구성요소인 작용하중, 지반반력계수, 세그먼트 조인트 위치 및 강성 등의 영향을 받는다. 국내 쉴드터널 세그먼트라이닝의 설계는 해외에서 사용되고 있는 구조해석 모델과 이음부 강성을 주로 이용하고 있으며, 기존 설계에서 사용하고 있는 구조해석 모델이나 조인트 강성을 적합여부 검토 없이 관행적으로 사용해오고 있다. 본 연구에서는 쉴드터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하기 위해 필요한 지반반력계수, 모델링 방법 등 빔-스프링 모델의 기본 구성요소들에 대한 비교 검토를 통하여 세그먼트 라이닝 설계법을 구성하는 기본 요소들의 적용방법을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.223-228
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• 2009

본 연구는 터널 내 화재 시 온도층 및 연기층의 유동성향을 분석한다. 이를 위해 전산 시뮬레이션을 활용하였다. NIST의 FDS를 통해 국도 및 고속도로 표준단면을 기준으로 화재 시나리오를 설정하였다. 연기층의 이동거리는 터널의 단면적이 증가할수록 내부 풍속에 의한 영향력이 감소하였으며, 내부 풍속이 상승할수록 경사에 의한 영향력이 감소하였다. 온도층의 이동거리는 내부풍속이 상승할수록 경사에 의한 영향력이 감소하였으며, 1 m/s 이상의 풍속에 냉각효과가 나타나 경사에 의한 영향력이 감소하였다

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5D호
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• pp.665-675
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• 2008

본 연구는 터널공사를 대상으로 사업 초기단계에서 터널공사의 설계 대안에 대한 공사비를 신속히 추정하고, 사업이 진행되면서 상황변화에 따른 사업비 측면에서의 영향을 파악할 수 있도록 함으로써, 적정한 의사결정을 지원하기 위한 개략적 터널공사비 추정모델 제시를 목적으로 한다. 이를 위해 터널공사의 수행에 있어 공사비에 영향을 미치는 요인을 분석하고, 공사비 영향요인별 공사비 변화의 정도를 분석하였다. 공사비 영향요인은 천공방식, 굴착방법, 기폭장치, 적재장비 용량, 버력의 단위중량 및 토량환산계수, 터널 연장을 포함하는 7개의 요인을 대상으로 하여 각 영향요인의 변화에 따른 공사비 변동 크기를 분석하였다. 분석결과는 기획단계에서 사업의 기본적인 조건을 바탕으로 사업비를 추정하고, 설계 및 시공단계에서 설계 대안에 대한 공사비의 영향을 효율적으로 평가하는데 필요한 공사비 추정모델의 구축을 위한 기초정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.84-84
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• 2011

터널화재의 위험요소에 대한 해석을 위해서는 실제 상황을 재현한 실대형 실험이 가장 유용하겠지만 현실적으로 시간적, 공간적, 경제적인 제약이 따르기 때문에 CFD Modeling 기술의 이용 및 검증이 필요하고, 실제 상황에 가까운 현상의 재현을 위해서는 시뮬레이션의 정확도에 대한 향상이 필수적이다. 또한, CFD Modeling을 터널화재에 적용할 때 시뮬레이션의 질에 영향을 미칠 수 있는 요소들에 대한 결정이 선행되어야 한다. 우선, 터널의 기하학적 구조와 경계조건의 확립이 필요한데 필요한 정보를 얻기 위해서 어느정도 길이의 터널이 적절한지에 대해 생각할 필요가 있으며, 단면변화에 대한 결정을 통해 모델링을 수행하여야 한다. 모델링 작업이 선행된 후에 화재의 위치, 성장률, 최대 크기, 환기시스템 사항 등의 고려가 필요한데 이러한 조건들은 CFD Modeling의 결과에 직접적인 영향을 주기 때문에 충분한 사전조사가 이루어져야 하고, 각 사항들의 변수를 고려하여 다양한 화재시나리오의 도출이 가능할 수 있다. 마지막으로, 화재에서 발생된 열중 약 30%가 복사에 의해 주위 벽으로 전달될 수 있고 열은 연기가 가득찬 영역내에서 재분배될 수 있는데, 열전달 및 연기의 유동 등에 관한 자료를 기초로 화재현상에 대한 분석이 가능하다. 이러한 과정들을 통해 실제 상황에 가까운 설계화재 시나리오를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 우리나라 최장대터널인 죽령터널에 대해 합리적인 가정을 통한 설계화재 시나리오를 기초로 화재시뮬레이션은 FDS(Fire Dynamics Simulator) 프로그램을 사용하여 화재 및 연기의 이동 양상을 분석하고, 피난시뮬레이션은 SIMULEX 프로그램을 사용하여 피난시간을 예측 함으로써 터널화재의 CFD Modeling에 의한 피난안전성을 검토하고자 한다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.736-742
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• 2003

지하공간인 터널에 대하여 이론적인 전파 경로손실 예측과 측정을 수행하였다. 터널 내 전파 경로 손실을 보다 정교하게 해석하기 위하여 터널의 단면적이 직사각형이고 직선구조의 터널을 선택하였다. 혼합도파관 모델, ray tracing모델을 이용하여 수신전력을 예측하였고, 측정시스템을 이용하여 송ㆍ수신기 사이의 거리에 따른 수신전력을 측정하였다. 주어진 터널 환경에서 터널 내 수신전력 측정값에 대한 회귀분석 값(0.0238dB/m)은 혼합도파관 EH1,2모드의 감쇄 값(0.0246dB/m)과 가장 근사한 결과를 보였다. 터널내 송ㆍ수신안테나 사이의 거리에 따른 수신 전력에 대한 Ray-tracing모델 시뮬레이션 결과와 측정값은 거의 일치하였다. 터널 내 RMS지연확산을 계산한 결과 송ㆍ수신안테나 사이의 거리가 증가할수록 RMS 지연확산 값은 증가하였고, 코히어런스 대역폭은 감소하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.375-383
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• 2016

최근에는 세계 여러 나라에서 고속철도 건설에 대한 계획이 증가하고 있으며, 국내의 경우 수도권 광역 급행철도(GTX)와 같은 대심도 지하 교통망의 건설이 추진되고 있다. 열차가 고속으로 주행할 경우 발생하는 공기 저항을 최소화하기 위하여 열차의 선두부는 유선형으로 설계된다. 열차가 터널 내로 진입할 때, 터널 내에서 발생하는 공기 저항으로 인하여 열차 내 승객은 이명감과 같은 불편함을 느끼게 된다. 이러한 이명감을 감소시키기 위해서는 터널 내에서 발생하는 공기역학적 특성을 고려하여 터널의 단면적을 선정하여야 한다. 이 연구에서는 터널 내에서 열차의 고속 주행을 위해 필요한 공기 압력 제어 시스템이 이명감 감소에 미치는 효과를 분석하기 위하여 1차원 네트워크 모델링 프로그램인 THERMOTUN을 이용하여 공기압 분포에 대한 1차원 네트워크 수치해석을 수행하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.313-336
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• 2007

고속철도는 일반철도와는 달리 터널구간에서 여러 가지 공기역학적인 문제가 발생한다. 개활지와 비교하여 크기가 매우 작은 터널에서 고속으로 운행하는 열차는 큰 공기저항을 받게 되어 주행 안정성이 떨어지고, 터널 내의 급격한 압력변동으로 객차 내 승객의 이명감 발생, 터널출구에서의 소음공해 등 일반철도에서는 예상치 못했던 문제를 유발시킨다. 이 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고에서는 공기압의 특성 분석에 대하여 소개하고자 한다. 수치시뮬레이션을 통해 이명감 기준을 만족하는 최적의 단면을 검토하였다. 또한, 경부고속철도를 운행하는 열차에서 객차내 압력을 측정하였고, 화신5터널에서 터널내 압력 및 터널출구에서의 미기압을 측정하였다. 동시에 열차주행 모형실험을 수행하여 수치시뮬레이션의 입력조건으로 사용된 각종 매개변수 등의 적정성을 비교 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권4호
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• pp.242-247
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• 2017

터널공사에서 굴착 시 발생하는 미굴 및 여굴은 공사의 비용을 증가시키는 요인으로 이에 대한 관리가 필수적이다. 기존의 터널측량에는 위성 수신이 어렵기 때문에 GNSS 보다 토털스테이션이 많이 활용되어왔다. 하지만 이 방법은 터널내부에 많은 기준점을 설치하고, 장비의 이동이 많기 때문에 자료 취득에 시간이 많이 소요되는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 토털스테이션과 3차원 레이저 스캐너가 통합된 스캐닝 토털스테이션을 터널측량에 적용하고, 이에 대한 활용성을 평가하고자 하였다. 경기도 남양주시 일원의 터널공사 현장을 연구대상지로 선정하고 스캐닝 토털스테이션을 활용하여 기존의 토털스테이션이나 3차원 레이저 스캐너보다 자료 취득 시간을 단축할 수 있었으며, 터널 설계도와 비교한 각 단면의 미굴 및 여굴량을 효과적으로 산출할 수 있었다. 또한 스캐닝 자료를 활용하여 해당 단면에 대한 분석은 물론, 자료 취득 영역에 대한 연속적인 분석 결과를 효과적으로 생성할 수 있었다. 향후 스캐닝 토털스테이션을 터널측량에 활용한다면 기존 토털스테이션과 3차원 레이저 스캐너의 단점을 보완하여 작업의 효율성을 향상시킬 수 있을 것이다.