• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.73-73
• /
• 2011

현재의 NATM터널에 대한 물량은 설계도면을 기반으로 산출되는데, 이러한 방법은 수작업에 많이 의존하게 되므로 실수로 인한 물량의 오류와 사람의 능력에 따른 물량의 차이가 나타나게 된다. 본 연구는 BIM기반의 모델에서 자동적으로 물량을 산출하여 물량산출의 오류나 차이점을 바로잡고 설계변경에 따른 물량산출작업을 효율적으로 수행하려는 프로젝트에 필요한 BIM 모델링을 통한 물량산출 프로세스의 가이드라인을 제시한다. 또한, 여러 BIM 프로그램들은 각각의 모델링 및 물량산출 방식을 가지고 있어서 하나의 프로세스로 통합하기 어려운 문제가 있기 때문에 본 연구에서는 Autodesk사의 Revit Structure에 적합한 작업 프로세스에 대한 가이드라인을 제시하며 NATM 터널의 전체 구간이 아닌 본선구간만을 대상으로 한다. 본 연구는 전체적인 NATM 터널의 BIM기반 물량산출 모델링 프로세스를 BIM 모델링과 BIM 물량산출로 분리하였다. BIM 모델링 프로세스는 물량산출의 대상과 범위 설정, 모델링을 위한 CAD도면 작성, 패밀리 파일의 설정, 공종별 모델링 작업으로 구성된다. 물량산출의 대상과 범위 설정 단계에서는 NATM 터널의 CAD 파일과 수량 산출서를 분석하여 물량산출을 위한 공종별 물량산출 범위를 확정하고, 도면에 표시되지 않는 물량정보를 파악하여 물량 값을 정확하게 산출할 수 있도록 하며, 모델링을 위한 CAD도면 작성 단계에서는 Revit Structure 특성을 고려하여 모델링에 참조하는 CAD 도면을 Revit Structure에서의 모델링에 적합하게 편집해야한다. 그리고 패밀리 파일의 설정과 공종별 모델링 작업 단계에서는 CAD도면과 Revit Structure의 패밀리 파일과의 단위를 일치시키고 NATM 터널의 특성에 맞게 공종별 모델링을 실시한다. BIM 물량산출 프로세스는 모델링 데이터의 분할, 패밀리의 재구성, 물량산출로 구성된다. 모델링 데이터의 분할단계에서는 물량산출의 목적에 맞게 CAD에서 기준선을 작성하여 공종별 모델링이 작성된 패밀리 파일로 불러온 다음 모델을 분할해야한다. 그리고 패밀리의 재구성과 물량산출단계에서는 분할된 공종별 모델의 패밀리 파일을 프로젝트 파일로 불러온 다음 물량산출의 목적에 맞게 재배치하여 물량을 산출한다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.167-174
• /
• 2015

Since about 70 percent of the territory is mountainous, more tunnels are constructed in Korea for maximizing the development efficiency. With the increasing number of tunnel construction, safe construction in tunnels has been emerged as the utmost important subject. Recently, the number of long tunnel construction is steeply increased because of the request for high speed and straight road. In this study, a safe tunneling method using numerical modeling of rock blocks in long tunnels is proposed, and then applied to the long tunnel based on real discontinuity information observed in situ. It is possible to detect key blocks all along the tunnel exactly by using the numerical analysis program developed for the safe tunneling method using numerical modeling of rock blocks. This computer simulation method with user-friendly interfaces can calculate not only the stability of rock blocks but also the design of supplementary supports.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.3 no.2
• /
• pp.13-22
• /
• 2001

In this study, numerical analyses on cut-and-cover tunnel linings were performed using different modeling methods based on both structural and geotechnical engineering. The purpose was to find a relatively more reasonable modeling method and boundary conditions. The results of the study revealed problems associated with each modeling method and factors influencing the behavior of cut-and-cover tunnel lining. A method was proposed allowing the simulation of field condition in a more rational way. It was indicated that, under the given conditions, displacements and member forces occurring on concrete lining could be different as much as 53% depending on the type of modeling method applied; and 32% depending on the boundary conditions employed. Determination of boundary conditions properly simulating actual field conditions and verification of prediction based on instrumentation are essential for rational design and analysis.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.512-515
• /
• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.9 no.2
• /
• pp.99-107
• /
• 2007

A method was suggested by You et al. (2000) to calculate safety factor of a tunnel based on numerical analysis with the shear strength reduction technique. In the method, the shotcrete is assumed to fail when its stress exceeds the allowable stress. The proposed method had been steadily developed by You et al. (2005) and Han et al. (2006). In this study, the previous routine was corrected so that tunnel construction sequences could be considered in calculating the safety factor of a tunnel. In addition, a proper way to model shotcrete is to be suggested by comparing with the previous studies.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.15 no.4
• /
• pp.221-234
• /
• 1999

This paper deals with the application of joint element in the finite element modeling of discontinuities encountered during rock tunneling. A nodal displacement joint element was implemented in a two dimensional finite element program GEOFE2D. The applicability of the joint element for modeling of discontinuities and the numerical stability of the implemented algorithm were examined by comparing the results of reduced small scale model tests as well as commercially available FEM program. The GEOFE2D was then used to analyze a tunnel crossed by a major discontinuity for the purpose of understanding the effect of discontinuity on the tunnel behavior. In addition, a modeling technique for the junction of discontinuity and shotcrete lining was presented. The results of analysis indicated that the stress-strain field around the tunnel is significantly altered by the presence of discontinuity, and that the stresses in the shotcrete lining considerably increase at the junction of the shotcrete lining and the discontinuity. It is therefore concluded that the major discontinuities must be carefully modeled in the finite element analysis of a tunneling problem in order to obtain more reliable results close to actual tunnel behavior.

• Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.5 no.1
• /
• pp.43-54
• /
• 2003

In the deign of cut and cover tunnel, the structural analysis such as rigid frame analysis has been used for its simplicity and convenience. The structural analysis, however, can not consider the geological and geotechnical factors such as soil arching effect. In this study, the dominant factors influencing the behavior of cut and cover tunnel such as interface element, slope of excavation plane, distance between slope and tunnel lining, and location of slope of covered soil, were investigated by the numerical analysis to develop the analysis technique and design technology. Based on the results, the variation of bending moment, shear stress, axial force and displacements were evaluated and analyzed for each factor.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.28 no.1
• /
• pp.81-99
• /
• 2018

Excessive groundwater discharge by tunneling and tunnel operation can lead to groundwater exhaustion and ground subsidence. Therefore, it is very important to evaluate environmental impact and to establish mitigation measures of the impact related to tunnel excavation based on hydrogeological and modeling approaches. This study examined the depletion of surface reservoirs and valley water due to tunnel excavation through field survey, water quality analysis, tracer test, and groundwater modeling. As a result of field water quality test, the concentration of chemical constituents in groundwater discharge into the tunnel is slightly higher than that of valley water. By the result of laboratory water analysis, both valley water and the groundwater belong to $Ca^{2+}+HCO_3{^-}$ type. Tracer test that was conducted between the valley at the injection point and the tunnel, indicates valley water infiltration into the ground and flowing out to the tunnel, with maximum electrical conductance changes of $70{\mu}S/cm$ in the first test and of $40{\mu}S/cm$ in the second test. By groundwater modeling, the groundwater discharge rate into the tunnel during tunnel construction is estimated as $4,942m^3/day$ and groundwater level recovers in 3 years from the tunnel completion. As a result of particle tracking modeling, the nearest particle reaches the tunnel after 6 hours and the farthest particle reaches the tunnel after 9 hours, similarly to the case of the field trace test.

• Proceedings of the KSEG Conference
• /
• 2002.04a
• /
• pp.137-146
• /
• 2002

수락산 터널구간 기반암의 평균투수계수는 $2.64{\times}10^{-6}cm/sec$, 평균RQD는 78%, 평균공극율 은 0.51% 이다. 지하수위와 표고간의 상관성분석을 이용하여 수락산 정상부에서 지하수위를 추정한 결과, 터널구간의 전체 평균수리경사는 0.267로서 산출되었다. 수리분석에 의한 수락산 터널구간에서의 지하수 유출량은 약 $66,378~121,574\textrm{m}^3/yr$, 함양량은 $863,500\textrm{m}^3/yr$로 산정 되었다. 3차원 지하수유동모델링 소프트웨어 MODFLOW를 이용하여 터널건설에 의한 지하수위 변동을 분석한 결과, 1년 후에는 터널 중심부에서의 지하수위 강하가 각각 40~45m로 나타났으며 터널구간의 지하수위는 3년 후에, 그리고 모델 영역 전체 지하수위는 4,5년 후에 완전하게 정류상태로 회복되었다.

• Magazine of korean Tunnelling and Underground Space Association
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.22-31
• /
• 2002