• 터널과지하공간
• /
• 제11권1호
• /
• pp.30-35
• /
• 2001

본 연구에서는 전단면굴착에 가까운 작업 사이클(cycle)로 굴진을 하면서 분할효과를 거두기 위해 적절한 벤치길이를 결정하는 것이 중요한 요소로 판단하여 전단면, 미니벤치, 숏벤치로 풍화암 구간에 굴착한 터널을 모델링하여 이에 대해 3차원 탄소성해석을 수행하였다. 그리고 터널내 암반과 지보재의 거동에 영향을 미치는 주요 요소로 무지보 굴착구간의 길이, 측압계수, 숏크리트 두께 등의 설계변수를 변화시켜가며 암반의 변형거동을 분석하였다. 해석결과 내공변위는 숏벤치보다 미니벤치일때 벤치길이에 민감하게 반응하는 것으로 나타났으며 무지보길이가 길 때 하반굴착이 상반변위에 미치는 영향이 더 크게 나타나며 상반과하반측벽에서의 변위타이가증가하였다 K값의 증가에 따라 천정, 바닥보다 상하반 측벽부에서 변위와 선행변위비의 증가가 훨씬 크게 나타났다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제26권2호
• /
• pp.20-28
• /
• 2008

터널설계 시 내공변위 예측은 흔히 탄소성 해석을 통하여 수행되므로, 탄소성 해석법은 많은 연구자들의 관심을 끌고 있는 연구 주제이다. 그러나 일반화된 Hoek-Broun 암반에 굴착된 원형터널의 탄소성 거동은 그 중요성에도 불구하고 아직까지 연구가 미진한 실정이다. 이 연구에서는 Lee & Pietruszczak (2008)의 연구를 응용하여 주변이 환형으로 보강된 원형터널의 탄소성 해석을 위한 간단한 수치 해석법을 제안하였다. 터널은 일반화된 Hoek-Brown 파괴조건을 따르는 변형률연화 암반에 굴착되는 것으로 가정하였다. 제안된 방법의 검증을 위해 상업코드인 FLAC이 이용되었다. 예제 해석을 통해 Hoek-Brown 강도정수 a와 보강대의 두께가 터널 주변의 탄소성 거동에 미치는 영향을 검토하였다. 해석결과 이 두 변수가 터널주변의 응력 및 변위 분포에 미치는 영향은 상당히 큰 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제31권6호
• /
• pp.545-556
• /
• 2022

Evaluation and optimization of tunnel wall convergence (TWC) plays a vital role in preventing potential problems during tunnel construction and utilization stage. When convergence occurs at a high rate, it can lead to significant problems such as reducing the advance rate and safety, which in turn increases operating costs. In order to design an effective solution, it is important to accurately predict the degree of TWC; this can reduce the level of concern and have a positive effect on the design. With the development of soft computing methods, the use of deep learning algorithms and neural networks in tunnel construction has expanded in recent years. The current study aims to employ the long-short-term memory (LSTM) deep neural network predictor model to predict the TWC, based on 550 data points of observed parameters developed by collecting required data from different tunnelling projects. Among the data collected during the pre-construction and construction phases of the project, 80% is randomly used to train the model and the rest is used to test the model. Several loss functions including root mean square error (RMSE) and coefficient of determination (R²) were used to assess the performance and precision of the applied method. The results of the proposed models indicate an acceptable and reliable accuracy. In fact, the results show that the predicted values are in good agreement with the observed actual data. The proposed model can be considered for use in similar ground and tunneling conditions. It is important to note that this work has the potential to reduce the tunneling uncertainties significantly and make deep learning a valuable tool for planning tunnels.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.413-430
• /
• 2011

최근 들어, 폭발하중에 대해여 안전한 사회기반시설에 대한 관심이 증가하고 있다. 폭발하중은 가스폭발이나 폭탄 폭발에 의하여 발생된다. 본 연구에서는 가스폭발하중을 받는 터널구조물을 각 부재로 나누어 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델로 치환하여 해석하는 모델을 개발하였다. 간이 모델을 사용하여 터널설계 요인인 최대 폭발하중크기, 지속시간, 부재 두께, 토피고에 대하여 민감도 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소법을 사용하여 가스폭발에 대한 터널의 동적거동과 주변지반에 발생되는 파괴영역에 대하여 조사하였다. 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델과 FEM 해석결과의 비교로부터 터널의 중앙벽에 대한 동적거동결과는 거의 차이가 없음을 보여주었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권6호
• /
• pp.465-479
• /
• 2008

저심도 터널 굴착시 예상되는 암반 거동을 정량적으로 파악하기 위해 계층 분석적 의사결정 방법과 암반 공학 시스템 방법을 적용하여 암반 거동 지수를 산정하였다. 복잡하고 조직화되지 않은 암반 거동을 효과적으로 결정하기 위해 쌍대 비교 매트릭스를 이용하는 계층 분석적 의사결정 방법과 상호 영향 매트릭스를 이용하는 암반 공학 시스템 방법을 적용하였고, 전문가 의견의 불확실성을 극복하고자 퍼지 델파이 방법을 적용하였다. 저심도 암반 터널 굴착 시 예상되는 암반 거동 유형으로 소성 변형, 낙반과 낙석을 제시하였다. 각각의 암반 거동 유형을 결정하기 위해 일축압축강도, 암질 지수와 절리 조건을 포함하는 암반 내생적 매개변수, 응력, 지하수와 지진 조건을 포함하는 암반 외생적 매개변수와 굴착 매개변수를 고하였다. 이를 서울 지하철 O호선 O공구 설계에 적용하여 예상되는 암반 거동 유형을 정량적인 암반 거동 지수로 제시하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제17권1호
• /
• pp.43-55
• /
• 2007

한국원자력연구소에서는 고준위폐기물 처분시스템의 다양한 현장 실증연구를 위해 원자력연구소 내 지하처분연구시설 (KAERI Underground Research Tunnel, KURT)이 건설되었다. 터널 크기 $6m{\times}6m$, 총길이 255 m (진입터널 180 m 연구모듈 75 m)인 KURT는 결정질 화강암반에 위치하고 있다. KURT에서는 개념설계, 부지조사, 시설설계, 건설 과정에서 다양한 암석역학 관련 연구들이 수행되었다. 물리탐사, 시추공조사, 암석물성 시험, 현장 물성 시험 등을 통해 KURT 의 구조적 안정성 평가에 필요한 암석 및 암반의 물성이 얻어졌으며 이들 물성은 해석 모델의 입력자료로 활용되었다. 본 논문에서는 KURT 에서 수행되었던 암석역학 관련 시험을 통해 얻어진 주요 결과 및 이를 활용한 3차원 구조해석에 대해 소개한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제9권1호
• /
• pp.63-74
• /
• 2007

불확실한 지반의 상태는 항상 터널 건설에 있어서 많은 문제점을 일으킨다. 그러므로 새로운 터널의 건설에 앞서 위험에 대한 평가가 필요하다. 이 논문은 수정된 안정계수를 이용한 간편 위험도 평가 시스템인 URI(Underground Risk Index)를 제안하였다. URI의 평가요소들은 각 요소의 등급에 따라 점수화하여 분석함으로서 설계단계에서 위험 가능성에 대한 평가에 이용이 가능하도록 하였으며, 기존의 Interaction Matrix에서 8개의 설계 요소 중(RQD, 일축압축강도, 풍화도, 안정계수, 토피고, 지하수위, RMR, 투수계수)안정계수 산정방법을 수정하여 보다 신뢰성을 높였다. 또한 현장적용에 대한 신뢰성을 검증하기위하여 URI 시스템을 실제현장에 적용하였다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제26권5호
• /
• pp.619-629
• /
• 2020

Solar towers, which often has a large aspect ratio and low fundamental natural frequency, were extremely prone to large amplitude of wind-induced vibrations, especially Vortex-Induced Vibration (VIV). A tiny Tuned Mass Damper (TMD) with conveniently adjustable eddy current damping was specially designed and manufactured for elastic wind tunnel tests of a solar tower. A series of numerical simulations by using the COMSOL software were conducted to determine three key parameters, including the thickness of the back iron plate and the conductive plate (T_b and T_c), the distance between the magnet and the conductive plate (T_d). Based on the results of numerical simulations, a tiny TMD was manufactured and its structural parameters were experimentally identified. The optimized values of the tiny TMD can be conveniently realized. The tiny TMD was installed at the top of the elastic test model of a 243-meter-high solar tower, and a series of wind tunnel tests were carried out to examine the effectiveness of the TMD in suppressing wind-induced responses of the test model. The results showed that the wind-induced responses could be obviously reduced by the TMD, especially in the cross-wind direction. The cross-wind RMS and peak responses at the critical wind velocity can be reduced by about 86% and 75%, respectively. However, the maximum reduction of the responses at the design wind velocity is about 45%, obviously less than that at the critical wind velocity.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.81-87
• /
• 2008

본 연구는 복개터널 안정해석시 이용되는 불확실한 지반물성값을 계측자료로부터 최적화하는 역해석에 관한 연구이다. 이 문제에 적합한 최적화 알고리즘을 선택하기 위하여 Simplex방법, Powell방법, Rosenbrock방법, Leverberg-Marquardt방법의 최적화 알고리즘을 가상의 지반굴착문제에 적용하여 소정의 정확성으로 최적해를 구할 수 있는 신뢰도와 변수평가에 소요되는 연산속도에 관하여 비교분석하였다. 해석결과 각 방법모두 허용규준을 만족한 후 정해에 수렴하였고, 함수평가에 소요되는 연산속도에서 최소자승법의 Levenberg-Marquardt방법과 Rossenbrock방법이 효율적으로 수행되는 것으로 나타났다. 한편 복개터널의 탄성계수와 포아송비를 역해석한 결과 역해석시 고려되는 계측점의 수가 증가할수록 설계변수를 정확하게 평가할 수 있었으며 소요되는 연산속도도 개선되는 것으로 나타났다.

• 한국소음진동공학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.83-91
• /
• 2003

Pantograph design Process must be considered in terms of stability of aerodynamics and reduction of aeroacoustics. Furthermore pantograph needs to be insensible to severe circumstance condition like typhoon, tunnel, a change of season. In this paper, robust design of panhead sections is conducted based on the Taguchi's design of experiment method. In the aeroacoustic noise analysis, an acoustic analogy using the Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H) equation is used to calculate the flow induced sound pressure level in aeroacoustics. From the near-field CFD analysis data, the far-field noise is predicted at the positions of 25 m away from Pantograph. Based on aerodynamic(CFD) and aeroacoustic(FW-H) analysis data, the optimal sizing and Positioning of panhead elements are determined using robust design optimization method. Design parameters such as thickness, length and radius are controllable factors, while outdoor air temperature and atmospheric pressure are considered as uncontrollable factors in the context of Taguchi's approach. A number of CFD simulation and aeroacoustic analysis are performed based on orthogonal arrays. In this paper, two-step optimization method is used as a parameter design procedure. It is executed using signal to noise(S/N) ratio and analysis of means(ANOM) method. So Thus, an optimal level of design parameters Is extracted to minimize the disconnection ration between contact strips and catenary system, and reduce the far-field aeroacoustic noise.