• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권2호
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• pp.107-126
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• 1998

터널굴착으로 발생되는 지반침하는 지상구조물의 변형을 유발할 수도 있으므로 터널굴착 전에 지상구조물의 안전성 평가가 요구된다. 이러한 변형에 대한 구조물의 안전성을 평가하기 위하여 본 연구에서는 터널현장의 지반침하를 예측하고, 이를 기반으로 지상구조물의 안정성 평가를 수행하는 전문가 시스템 NESASS(Neural Network Expert System for Adjacent Structure Safety analysis)를 개발하였다. NESASS는 인공신경망을 이용, 터널현장의 지반침하 계측자료로 작성된 데이터베이스 자료를 학습자료로 하여 학습을 수행하고, 이를 기반으로 터널현장의 지반침하 트라프를 추론한다. 또한 일반구조물의 안전성을 평가하는데 이용되고 있는 인자, 즉 각변형(angular distortion)과 처징비 (deflection ratio) 등을 이용하여 지상건물의 안전성을 평가함과 아울러 Dulacska의 균열평가 모델 을 이용하여 건물의 균열양상을 예측한다. 본 연구에서는 서울지하철 현장을 대상으로 113개 계측측선의 지반침하 계측자료를 수집 정리하고 지반침하의 주 영향인자들을 선정하여. 이들을 데이터베이스화하였다. 그리고 인공신경망 구조에 관련된 매개변수 연구를 수행하여 구축된 데이터베이스에 대한 최적 인공신경망 모델을 선정하였다. 또한 현장자료와의 비교를 통하여 NESASS의 지반침하 예측능력을 조사하고, 현장자료를 이용하여 지상구조물에 대한 안전성 평가의 신뢰성을 평가함으로써 NESASS의 실무 적용성을 확인 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.405-420
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• 2008

전기비저항 탐사법은 터널 주변 지반 혹은 암반의 안정성을 조사하기 위해 사용되는 물리탐사법 중의 하나이다. 다양한 물리탐사법 중에서도 전기비저항 탐사법은 터널설계 단계에서 미리 소사가 수행되어 시공비용을 절감하고 안정성을 확보하기 위한 중요한 자료로 이용되고 있다. 현재 전기비저항 탐사 자료의 해석은 주로 1회의 단일 측정 자료를 대상으로 이루어지고 있지만, 터널 굴착이나 기 굴착된 터널의 유지관리를 위해서는 터널 주변의 시간에 따른 지하수의 분포상황 변화 등이 관측되어야 한다. 이를 위해서는 모니터링 기법이 도입되어야 한다. 따라서 터널 굴착에 따른 전기비저항 변화 파악을 위하여 격자형 측선을 설치하여 총 6회의 전기비저항 모니터링을 수행하였다. 또한 모니터링 시스템을 통해 조사지역에 분포하는 단층대에 상세한 정보를 제공함으로써 안전시공에 예측 시스템으로 가능유무를 평가하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.175-188
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• 2009

도심지 등 지역적인 여전에 의하여 기존의 지하 공동 또는 터널에 근접하여 발파를 이용한 새로운 터널을 굴착할 경우, 새로운 터널의 굴착으로 인하여 지반이 이완되고 따라서 기존 지하 공동의 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 가존 지하 공동의 안정성에 문제를 발생시킬 수 있는 가장 큰 요소로는 기존 지하 공동과 신설 터널의 이격거리가 될 수 또한 신설 터널 굴착으로 인한 소성영역의 발생에 따른 지반 이완을 문제 심을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 광역 상수관과 신설 터널의 이격거리에 따른 기존 광역 상수관의 안정성을 평가하기 위하여 이격거라가 다른 여섯 가지 모델에 대해 석고를 이용힌 2차원 축소 모형실험을 실시하였다. 실험 결과는 터널 굴착과정과 파괴 단계에서 발생된 변위 벡터와 균열양상으로 표현하였다. 터널 굴착과정 중 발생하는 변위를 분석하면, 터널과 광역 상수관의 간격이 상수관 직경의 2.5배 (2.5D)까지는 이격거리가 증가함에 따라 감소하는 경향을 보인다. 그러나 중심 간격이 2.5D를 넘으면 추가변위는 발생하지 않았다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2006년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.21-38
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• 2006

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.119-128
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• 2016

성능기반 설계에서 구조물의 안정성은 손상 상태와 이를 수치화한 손상 지수에 의해 평가한다. 지상 구조물에 대해서는 이들이 비교적 명확하게 정의되어 있으나 지중 구조물에 대한 연구 수행 사례는 매우 제한적이다. 본 연구에서는 국내 지하철 시스템에 널리 사용되는 박스형 개착식 터널에 작용하는 지진하중에 의한 손상 상태와 손상 지수를 일련의 비탄성 프레임 해석을 통하여 규명하였다. 터널의 3 단계 손상 상태는 구조물에 발생한 소성 힌지의 수에 의해 정의하였다. 손상 지수는 터널 구조 부재의 탄성 모멘트와 항복 모멘트의 비로 정의하여 탄성 해석만으로도 비탄성 거동과 파괴 메커니즘의 모사가 가능하도록 하였다. 또한 손상 지수를 자유장 전단 변형률의 함수로도 제시하였다. 전단 변형률은 1 차원 지반응답해석으로 쉽게 계산할 수 있으므로 이를 이용하여 간편하게 박스형 터널의 초기 내진 안정성 평가가 가능할 것으로 판단된다. 보다 일반적이고 보편적인 적용성 확보를 위해서는 추후 포괄적인 해석을 수행하여 다양한 형태의 터널과 지반에서의 전단 변형률 분포와 불확실성에 대한 연구가 진행되어야 할 것이다. 본 연구에서 제시된 터널 내진설계를 위한 손상 상태, 손상 지수, 그리고 전단파 속도 및 전단변형률 간의 상호관계 플래트폼은 새로운 아이디어를 담고 있으며 추후 설계에 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제23권2호
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• pp.120-129
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• 2013

터널시공 중 발생한 변위를 설계단계에서 설정한 계측관리 기준변위와 비교하여 터널의 안정성을 평가할 때에는 터널막장 후방뿐만 아니라 전방에서 발생하는 변위를 포함한 총변위를 이용하여야 한다. 터널 시공 중 발생하는 총변위를 알기 위하여 터널막장에서 전방을 향해 수평경사계를 설치하여 지중침하를 계측하였고 터널 막장 후방에서는 천단침하계를 이용하여 터널의 천단침하를 계측하였다. 이를 통하여 터널시공 중 발생하는 총천단침하를 계측할 수 있었고 터널막장 전후방 종단선상의 침하곡선 특성도 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.408-420
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• 2010

터널시공 중 터널 완공 후에 발생할 최종변위를 미리 예측하는 것은 터널의 역학적 안정성을 평가하는데 중요하다. 시공 중인 터널에서 계측한 천단 및 내공변위와 변위함수를 이용하여 터널을 시공 완료하였을 때 발생할 터널의 최종변위를 예측하였다. 연구대상 터널은 상반과 하반으로 나누어 시공하였고 터널상반 시공 중 설치한 계측핀을 이용하여 하반막장이 이 계측핀을 통과할 때 발생한 초기변위를 계측할 수 있었다. 터널하반 시공 중 계측한 변위를 이용하여 하반굴착에 따른 변위 증가량을 변위함수로 예측한 결과 터널시공 완료 후 계측한 증가량과 거의 같았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.647-657
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• 2017

이 연구에서는 대심도 복층터널을 구성하는 중간슬래브의 하중을 터널본체에 전달하는 브라켓 구조에 관한 정 동적 거동을 조사하였다. 시공속도 향상을 위해 중간슬래브를 프리캐스트 쉴드 터널라이닝 구조체에 연결하기 위한 현장 조립형 'SPC (Steel Precast Concrete) 브라켓'을 개발하였다. 'SPC (Steel Precast Concrete) 브라켓'의 구조 성능을 평가하기 위해서 실물모형 구조실험을 수행하였으며, Contact 모델을 적용한 FEM 해석을 통해서 구조적인 안정성을 추가로 검증하였다. 정적재하실험을 수행한 결과 극한하중에 대한 브라켓의 변형이나 균열은 계측되지 않았으며, 브라켓 고정용 케미컬 앵커의 뽑힘이나 변형은 발생되지 않았다. 동적재하실험 결과 케미컬 앵커의 이상은 조사되지 않았다. FEM해석에 따른 브라켓의 거동은 정적재하실험 결과와 유사한 거동을 보여 사용성 및 구조 안정성 측면에서 문제가 없다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.337-346
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• 2020

도심권의 교통 집중과 정체로 인하여 지하 공간 활용성이 필요함에 따라 지하구조물에 대한 연구가 늘어나고 있다. 그 중 복층터널은 지하구조물을 대표 할 수 있다. 복층터널은 중간슬래브를 기준으로 상, 하부 차도를 구분하여 운영하고 있다. 중간슬래브는 차량의 하중 및 지진하중에 의하여 동적거동을 한다. 특히 지진의 의한 응답특성은 하중의 크기 및 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적 접근이 어려워 실험적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 붕괴방지 내진 1등급의 복층터널 중간슬래브에 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 안정성 평가를 실시하는데 목적을 두고 있다. 본 진동대 실험에서는 상사율 1/4을 적용하였으며, 모형실험에서 지반과 모형의 일체거동을 묘사하기 위하여 라이닝과 진동대판을 고정시켰으며 이를 통해서 상대거동을 최소화 하였다. 실험대상은 가상복층터널 TBM 표준단면으로 정했다. 기반암에 가해지는 지반운동 수준을 0.154 g (붕괴방지 수준 내진 1등급 인공지진파)이며 이 가속도를 최대로 하는 지진파를 진동대 입력(기반암)에 작용시켜 모형에 증폭현상을 분석하고 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 중간슬래브의 내진 안정성에 대해 평가 분석 하였다. 그 결과, 지진 감쇠 고무받침 유무에 따라서 지진 가속도 감쇠 효과가 최대 40% 이상 있음을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.3-12
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• 2002

본 연구는 우면산터널 시공에 따른 예술의 전당내의 오페라극장 구조물에 대한 영향을 검토하고 필요시에는 적절한 대책을 조기에 강구하기 위하여 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 쌍굴터널 굴진시 지반거동의 영향범위내에 있는 오페라극장은 문화재급의 건축물로써 그 기초형식 또한 다양하다. 그러므로, 건물구조의 3차원적인 특성과 기초형태의 변화를 이상적으로 모델링하고, 3차원해석 결과에 따른 시공전 예측과 시공중 안정성확인을 평가할 수 있도록 검토하였다. 문제발생시 신속한 대처를 할 수 있고, 터널굴진시 정보화 시공이 적용될 수 있도록 관리기준치를 단계적으로 변화 설정하였다.