• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권3호
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• pp.433-452
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• 2019

본 연구는 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 숏크리트 보강성능과 적정한 평가방법에 관한 것으로, 강섬유($37.0kg/m^3$)와 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량을 매개변수($5.0kg/m^3$, $7.0kg/m^3$, $9.0kg/m^3$)로 설정하여 숏크리트 압축강도, 휨강도 및 휨인성 시험을 수행하였다. 특히, 판상의 숏크리트 에너지 흡수능력을 평가하기 위하여 원형 패널 휨인성 시험(Road and Traffic Authority, RTA)을 수행하였다. 검토결과, 압축강도 및 휨강도는 강섬유 보강 숏크리트가 다소크나, 실질적인 숏크리트 보강성능를 나타내는 휨인성은 구조용 합성섬유(PP섬유) 보강 숏크리트가 큰 것으로 분석됨에 따라, 강섬유 보강 숏크리트 대비 동등 이상의 보강효과를 발휘하는 것으로 검토되었다. 또한, 구조용 합성섬유(PP섬유) 혼입량에 따른 휨인성 및 에너지 흡수능력 상관관계에 의하면, 보시편 휨인성 시험(KS F 2566)의 허용기준 3.0 MPa이하조건에서 에너지 흡수능력이 발휘(A등급: 2.55 MPa = 202J, B등급: 2.72 MPa = 282J, C등급: 3.07 MPa = 403J)되는 것으로 검토되었다. 국내 터널현장에서 보수적으로 측정되는 강도개념의 숏크리트 휨인성(>3.0 MPa)을 본 연구의 숏크리트 에너지 흡수능력 상관관계로 지보성능을 평가할 경우, 보다 실질적이고 신뢰도 높은 숏크리트 지보성능 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.189-206
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• 2003

터널시공 중, 터널자체의 안정성 확보와 주변지반 및 인접 구조물의 안정성 확보를 위한 체계화된 계측관리는 매우 중요한 사항이라고 할 수 있는데, 지반조건이 불리한 도심지 터널공사나 지반조건이 급격하고 빈번하게 변화하는 경우에 있어서는 그 중요성이 더욱 증대되는 것이 사실이다. 최근 오스트리아에서는, 임의 시점에 대한 절대변위를 계측하고 분석하는 기존의 방법 대신, Geodetic을 이용한 각 시공단계별 상대변위의 계측 및 분석방법이 널리 증가하고 있는데, 이를 통해 지반조건의 급격한 변화 예측 및 이에 상응하는 굴착방법과 지보방식의 변경등이 용이해지고 있다. 한편, 지반의 변위는 막장 굴착이 시공되기 이전부터 발행하기 시작하므로 막장 전방의 응력상태는 향후 변위 진행과정에 있어 매우 중요한 요소라 할 수 있다. 즉, 막장 전방의 강성이나 응력상태는 굴착 후의 장기적인 터널안정성 및 인접 구조물의 안정성 확보와 관련된 주요 변수라 할 수 있다. 본 논문에서는 이와 관련된 다양한 조건에 대한 3차원 변위해석을 실시하였으며, 그 결과를 통해 터널 굴착시의 수직변위 및 벡터회전, 막장면 변위 등의 변화를 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.121-131
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• 2003

도심지에서 열악한 지반조건에서의 터널 시공을 때때로 불가피 하다. 터널의 안정성 증대와 인접 구조물의 손상을 방지하기 위하여 지반 개량과 보강이 요구된다. 이러한 목적을 달성하기 위해 보조 공법으로 강관 다단 그라우팅은 근래에 국내의 터널 현장에 적용되고 있다. 본 연구에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성을 평가하였다. 건조한 지반에서는 지보압이 강관 다단 그라우팅으로 인해 크게 감소하지 않으나 지하수위 하에서 터널시공 시 터널 막장에 발생하게 되는 침투수력은 상대적으로 크게 감소하였다. 투수계수의 이방성이 터널 막장에 작용하는 침투수력에 미치는 영향은 역학해석과 지하수 흐름해석의 연계해석을 통하여 검토되었다. 수직방향에 비해 수평방향의 투수계수가 큰 경우 터널 막장에 작용하는 침투수력은 감소하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.149-158
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• 2011

최근 장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체 재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 본 연구에서는 FRP 복합부재의 거동특성 파악을 위한 수치해석적 사전검토 연구를 토대로, 터널 지보구조물로서 활용성 분석을 위한 FRP와 콘크리트 합성부재에 대한 하중재하 실험을 수행하였다. 또한 역학적 거동분석을 위하여 동일 조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 하중재하 실험 및 수치해석결과, FRP와 콘크리트 합성부재는 두 부재 계면의 휨 인장에 의한 전단거동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권4호
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• pp.26-36
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• 2020

지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.183-197
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• 2004

최근 3차원 절대 계측 기술의 발달을 통해 터널에서의 3차원 계측 기술의 도입 및 결과의 활용에 대한 연구가 다양하게 시도되고 있다. 이러한 계측분석을 통하여 이방성 암반에서 터널 굴착 시 암반의 구조적 거동 및 영향이 파악될 수 있으며, 그에 따른 적절한 지보도 결정되어 질 수 있다. 터널 축에 대하여 서로 다른 연약대 특성, 두께, 방향성을 가지는 암반에서의 굴착에 영향을 확인하기 위해 3차원 해석이 수행되었으며, 내공변위의 function parameter가 계산되었다. 수치해석 결과는 오스트리아 알프스 산악터널의 비균질한 암반에서의 계측 결과와 비교분석 되었다. 현장의 계측결과와 수치해석 결과의 상관도가 높게 나타났으며, 이를 토대로 function parameter의 변화를 통해 막장 전방의 지반을 예측하는 것이 가능한 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권8호
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• pp.25-33
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• 2012

터널 설계 시 해당지반에 관한 정보를 정확히 반영하는 것은 대단히 중요하다. 하지만 다양한 지형 및 지질조건을 모두 고려한 지반조사 및 시험 등은 경제적, 기술적으로 인하여 현실적으로 실시하기 어렵기 때문에 한정된 정보에 의하여 해석 및 설계를 하고 있는 실정이다. 본 연구는 도심지 및 산악지역 터널공사 시, 보다 정확한 안정성 검토 및 거동 예측을 수행하여 선정 결과에 대한 현장 적용성 여부를 판단하기 위해 인공신경망 이론의 적용을 통하여 기존 거동예측의 한계성을 극복하고자 하였다. 먼저, 현장 데이터를 확보하여 인공신경망 중 다층퍼셉트론을 연구에 적합한 구조로 구축하고, 역전파 알고리즘으로 학습시켜 적용하였다. 인공신경망을 이용한 현장적용성의 학습을 위한 자료는 터널의 지보패턴, RMR, Q, 암종, 굴진장, 굴착형태, 굴착경과일 등 터널거동에 영향을 미치는 영향인자를 고려하여 신뢰성 분석을 실시하고 선별된 계측자료의 결과를 데이터베이스화하여 사용하였다. 학습이 완료된 인공신경망 모델을 이용하여 터널시공현장의 굴착경과일에 따른 천단변위, 내공변위, 지중변위, 록볼트축력을 예측하고 현장 계측치와 비교분석을 통하여 인공신경망을 이용한 터널 시공 시 현장적용성을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.11-19
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• 2001

이 연구는 강관 보강형 다단 그라우팅공법의 설치 및 절단 시 어려움, 부식에 취약한 문제점 등을 개선하는데 목적이 있으며, 강관 대신에 고강도 유리섬유(fiberglass)를 이용한 FRP(Fiberglass Reinforced Plastic)의 적용성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과는 강관에 비하여 FRP 보강재의 가격이 높긴 하지만 시공성 및 내구성 등에서 우수한 것으로 파악되었다. 그리고 FRP 보강재의 형상에 따른 수치해석 결과에서는 국외에서 상용화 된 판상형 보강재 보다 등각곡선형 보강재가 더 구조적 측면에서 효율적임을 알 수 있었고, 그라우트 복합체에 대한 굴곡강도시험 결과에서는 강관과 FRP 보강재의 지보효과가 유사한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.33-45
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• 2007

본 연구에서는 발파 시 발생되는 지반진동이 인접한 터널 지보재의 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 발파진동에 의한 터널의 역학적 안정성을 허용진동속도를 기준으로 검토하였다. 기존에 제시된 미광무국과 서울지하철에서 제시한 이론식, 그리고 수치해석 프로그램을 사용하여 허용진동속도를 초과하지 않는 발파이격거리를 산정하였고, 발파시 콘크리트 라이닝과 록볼트의 거동을 평가하였다. 콘크리트 라이닝의 구조적 안정성에 미치는 발파진동영향은 미미한 것으로 나타났으나, 록볼트에 미치는 영향은 상대적으로 크다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.35-48
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• 2009

일반적으로 단층대는 지반의 공학적 특성이 불량하므로 터널 시공시 굴착으로 인한 지반변위가 과다하게 발생하여 인접구조물에 악영향을 줄 수 있으며, 지하수 유입으로 인한 지반강도의 급격한 저하로 터널의 안정성 확보가 어렵다. 따라서, 인접구조물의 영향을 최소화하고 터널의 안정성을 확보하기 위하여 지반안정을 위한 차수 및 보강대책이 수립되어야 한다. 본 연구에서는 경부고속철도 노선 중 양산단층대를 통과하는 약 570m구간의 터널시공 사례를 분석하여 보강대책의 적정성에 대하여 분석하였다. 침하량 검토결과, Loganathan 등(1998, 2000) 식을 활용하여 산정한 침하량은 수치해석 결과와 유사하게 나타나 예측식의 적정성을 확인하였다. 단층대 구간에서 수행된 시험시공결과를 분석하여 적용공법의 적정성을 검토하였으며, 수치해석적 방법을 통하여 보강공법의 적용성을 검토하였다. 검토결과 대책공법 적용으로 터널변위가 감소하고 지보재 응력이 허용치 이내로 발생하였으므로 적용된 대책공법은 적정한 것으로 판단된다.