• 한국재난관리표준학회지
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• 제2권4호
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• pp.75-81
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• 2009

본 논문에서는 국내외 터널 붕락사례를 바탕으로 붕락 발생시의 지반특징에 관해 분석하였다. 국내의 경우에는 대부분 연암 및 풍화암이 터널 막장 전면에 존재한 경우 굴착에 기인한 응력의 재배치로 인해 막장의 전단강도가 가장 취약한 면을 따라 국부적 또는 전변에 걸친 붕괴가 일어나며 풍화를 심하게 받은 파쇄대을 따라 발파나 굴착으로 인하여 터널 안정성을 상실, 터널 붕괴를 유발하는 것이 특정으로 나타났다. 유럽의 경우 지반이 상대적으로 신선하지만 하나의 절리군에 의한 붕락도 발생하였고 RQD 지수가 50% 이상의 양호한 암반에서도 붕락이 발생하였으며 지하수의 유출도 분류 범위 내에서 고루 발생한 것이 특징이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.373-385
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• 2009

이전 연구를 통하여 터널 굴진에 따른 터널 막장의 붕괴 위험에 대한 잠재 수준을 정량적으로 평가하기 위한 툴인 KTH-index(KICT Tunnel Collapse Hazard index) 지수화된 위험도 수준 표현 툴을 개발한바 있으며, 이는 다수의 시공현장에 성공적으로 적용되어 왔다. 본 연구에서는 제안된 터널 위험도 지수를 기반으로 수행된 터널 설계안의 전 종단구간에 대해 정량적인 위험도 수준을 시뮬레이션 하는 새로운 설계안 적정성 평가 방법을 제안하였다. 본 KTH-index 기반 시뮬레이션에서 가장 중요한 것은 시뮬레이션을 위한 입력항목의 결정이며, 대부분의 설계안 관련 항목과 시공관련 항목은 직접적으로 설계안으로부터 결정될 수 있으나, 불명확한 지반조건은 설계 당시 때 수행된 시추조사와 전기비저항 탐사를 기초로 준비된다. 이때, 낙관적 시나리오와 비관적 시나리오에 기반한 터널 종단 지반조건 시나리오가 설정되었다. 이러한 위험도 시뮬레이션을 통해서, 시뮬레이션 대상 설계안에 대한 위험도 수준을 사전에 파악할 수 있었으며, 사전에 파악된 요 주의구간은 시공단계와 연결시켜 시공 중 계측이나 막장관찰 시에 요긴하게 활용될 수 있는 정보를 제공할 수 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.185-197
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• 2007

한계해석법인 상 하계법은 점착성, 점착성-마찰성, 마찰성분만 가지는 지반에서의 주로 얕은 터널에 대한 안정수를 구하기 위해 발전되어 왔다. 그러나 점성이 없고 마찰성분만 존재하는 지반에서의 비교적 깊은 터널에 대한 이러한 해석법의 연장은 현재까지 그 연구가 드물게 진행되어왔다. 따라서 본 연구는 이러한 상황에서의 터널붕괴하중을 구하기 위한 근사적인 해석법으로 응력불연속장에 근거하는 하계법과 동적 파괴메카니즘에 근거하는 상계법을 각각 제안하였다. 이러한 해석법에 의한 터널붕괴하중은 수치해석과 기존의 경계해석법과 비교되었으며 특히, 터널 수평축 상에 위치하는 유한지반요소들에 대한 유한요소해석 결과와 잘 일치됨을 보여 주었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.742-753
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• 2008

Currently an increasing number of urban tunnels with small overburden are excavated according to the principle of the New Austrian Tunneling Method (NATM). Therefore, a possibility of a tunnel collapse during excavation is getting higher in a proportionate manner. This paper will analyze causes the failure mechanism of a shallow NATM tunnel for different geological conditions, ground-water and invert solutions by investigation typical collapse site during tunnel construction. In this paper, this analysis performed two phase, firstly, the field investigation considering displacement measurement, ground-water level, geological characteristic, secondly, the numerical simulation considering the exist of invert construction and the effect of ground-water. It has been found that environmental factors such as state of underground water or construction sequences could influence failure mechanism of a shallow tunnel.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1571-1580
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• 2008

Subsea tunnels that link land to island and among nations for transportation, efficient development of limited surface and pursuit of economic development should be designed to support pore water pressure on the lining. It is generally constructed in the bed rock of the sea bottom. When the tunnel excavation face meets fractured-zones below sea bottom, collapse may occur due to an increase of pore water pressure and large inflow. Such an example can be found in the Norwegian subsea tunnel experiences in 1980's. In this study hydraulic behavior of tunnel heading is investigated using numerical method based on the collapse of Norwegian subsea tunnel. The effect of pore water pressure and inflow rate were mainly concerned. Horse-shoe shaped model tunnel which has 50 m depth from the sea bottom is considered. To evaluate hydraulic performance, parametric study was carried out for varying relative permeability. It is revealed that pore water pressure has increased with an increase of sea depth. Especially, at the fractured-zone, pore water pressure on the lining has increased significantly. Inflow rate into tunnel has also increased correspondingly with an increase in sea depth. S-shaped characteristic relation between relative permeability and normalized pore water pressure was obtained.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1294-1301
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• 2010

In this study, a case study, where a hazard management for tunnel collapses has been quantitatively undertaken based on the KICT Tunnel Hazard(KTH) index, is presented. From this, it was able to timely inform the field engineers when the more detailed investigation is required for checking if any risky factor is shown on the tunnel face. At the same time, variable additional information such as sensitivities of major influence factors are also provided to field engineers from the methodology given in this study. The additional information would be helpful for better understanding of tunnel hazard level at the current tunnelling stage and following the required actions for more detailed checks of risky factors.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.848-857
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• 2008

In September 2007, the collapses of slopes and landslides are happened at Jeonlanamdo due to heavy rains accompanied with Typoon "Nari". The study area is the tunnel portal slope in new road construction site. This slope consists of pyroclastic rocks and has lots of faults. Particularly, the residual soils of the slope is deteriorated with yellowish mudstone layer as a results of chemical and physical weathering. This has a variety of swelling clay minerals and might be moved easily down at the gentle terrain. The inner factor of $\bigcirc\bigcirc$tunnel portal slope's collapse is the geological weak zone, the convergent topography, the inferiority of drainage and the heavy rain act on the failure as direct trigger.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.85-95
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• 2007

탄질 셰일 파쇄대의 경우, 물리탐사의 사전조사방법으로 그 여부를 파악하기 어렵고 또한, 용수등에 노출이 안되는 경우 탄질 셰일층 강도 자체는 양호한 특성이 있다. 그러나 이러한 탄질 셰일층의 경우 용수에 접하거나 대기에 노출되는 경우 단기간내에 강도가 급격히 저하되거나 풍화가 급속히 진전되는 매우 취약한 특성이 있다. 따라서 사전 예측하기가 어렵고 붕락발생시 급작스럽게 발생하는 경우가 대부분이다. 강도감소 측면에서는 용수와 접할시, 탄층 세일 파쇄대층에 대한 점하중 강도 시험결과 12시간 경과후 강도가 56%감소하였다. 또한 본 논문에서는 탄질 셰일 파쇄구간에 대한 표준 보강단면을 제시하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권1호
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• pp.97-107
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• 2019

Based on the results of Han et al. (2016), in the failure zone ahead of the tunnel face it can be obviously identified that a shear failure band occurs in the lower part and a pressure arch happens at the upper part, which was often neglected in analyzing the face stability of shield tunnel. In order to better describe the collapse failure feature of the tunnel face, a new improved failure mechanism is proposed to evaluate the face stability of shield tunnel excavated in layered soils in the framework of limit analysis by using spatial discretization technique and linear interpolation method in this study. The developed failure mechanism is composed of two parts: i) the rotational failure mechanism denoting the shear failure band and ii) a uniformly distributed force denoting the pressure arch effect. Followed by the comparison between the results of critical face pressures provided by the developed model and those by the existing works, which indicates that the new developed failure mechanism provides comparatively reasonable results.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
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• 한국화재소방학회 2008년도 춘계학술논문발표회 논문집
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• pp.341-344
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• 2008

By investigating a series of catastrophic tunnel fires, this research aims to evaluate the fire resistance design method as applied to tunnel structures in Korea. It is shown that the current strategy is oriented towards smoke control and ventilation to reduce the loss of life. As structural collapse is not regarded, a general guide is proposed to obtain the fire safety.