• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.81-98
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• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제6권3호
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• pp.260-266
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• 1996

Safety concern is one of the most important parameters in the design of explosive building demolition. Laboratory experiments were performed to investigate the failure behaviour of concrete columns and the effects of protection materials. Fourteen reinforced columns with two sizes were constructed and the effects of protection materials were tested for two kinds of materials: non woven fabrics and wire net. The results showed that control of gas effects is a key to the control of flying chips. It was recommended to use both wire net and non woven fabrics as primary and secondary protection materials. Such protection method was successfully applied to the explosive demolition of 16 and 17-strory apartment buildings.and the results of a simulation on a model tunneling workings using diesel equipments are introduced. In case of typical model of tunneling face, the gas concentration of human height is about one third of roof concentration and right side half of the tunnel shows better environment than left half. NOx concentration of workings can be estimated about 0.45ppm which is much lower than permissible level(5 ppm).

• 대한전기학회논문지
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• 제41권5호
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• pp.445-458
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• 1992

As one of the forced cooling method of the underground power transmission system, external water cooled system with trough in tunnel was investigated. This study is performed on thermal analysis for a standard condition to determine the cable transmission current of the underground power transmission system about the cooling facility. A parametric study was performed for the inlet water temperatures, flow rates, the inlet air velocities, flow rates and the cooling spans. This study shows that the cable transmission current varies within the allowable limitation in compliance with the variation of inlet water temperatures and flow rates. It exhibits little variations for the most intervals in compliance with the variation of inlet air temperatures and flows. But, the cable transmission current fast reduces for a specified interval and consequently affects the underground transmission system. As a result, when the actual forced cooling system is designed, the design conditions of inlet air have to be considered as the most important parameters in determination of the cable transmission current.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권2호
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• pp.99-118
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• 2013

Construction of the extension project of the Bangkok MRT Blue Line underground railway was recently started in 2011. The construction of approximately 5 km long underground tunnel and 4 deep excavations of underground station are considered to be the most important geotechnical works. The pressuremeter was selected as a high-quality in situ testing of the soil to evaluate design parameters for the project. In addition, other field and laboratory tests such as vane shear and $CK_0U$ triaxial tests were included in the investigation programme. This paper aims to present the ground conditions encountered along the MRT Blue Line extension project as well as the site investigation and interpretation techniques with particular focus on the pressuremeter tests. The results are also compared with the pressuremeter investigation from the previous Bangkok MRT project.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.37-47
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• 2007

환경훼손 및 주거 과밀지역의 민원을 최소화할 목적으로 도심지 공사에서 쉴드터널공법의 적용이 날로 증대되고 있다. 쉴드터널의 주 구조체인 라이닝 세그멘트는 연속체가 아닌 이음부를 가지는 구조로 되어져 있다. 지금까지 설계실무에서는 라이닝 세그멘트의 구조해석 모델이나 설계하중 및 지반정수의 영향 등에 대한 별다른 검증 평가없이 과거의 국내 외 설계자료를 관행적으로 적용하고 있다. 본 연구에서는 국 내외에서 현재 사용하고 있는 쉴드터널의 세그멘트 해석 및 설계 모델들에 대해 이론해와 수치해의 비교를 통하여 적정성을 평가하였다. 그 결과, 사용의 편이성과 현장조건 의 적용성, 해석결과의 적용성 측면에서 전주면빔이음스프링 모델(1R-S0)을 제안하였다. 그리고, 제안된 모델을 이용하여 이음부 강성과 지반강성, 이음부 분할 분포 및 분할 개수 등에 대한 매개변수 해석을 수행하였다. 그 결과, 이음부를 갖는 라이닝 세그멘트에 발생하는 휨모멘트는 일정한 크기 이상의 지반강성에서 이음부가 없는 연속체의 라이닝 세그멘트에 발생하는 휨모멘트의 크기에 일정한 비율로 수렴함을 알 수 있었다. 또한, 이음부의 강성이 작을수록 측벽부에 비하여 천정부와 바닥부의 휨모멘트가, 수평변위에 비하여 수직변위가 이음부 분할 분포에 따라 큰 영향을 받는 것을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.24-31
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• 2021

기존 H형강을 활용한 방음터널의 경우 높은 중량으로 하부구조에 많은 부담을 주기 때문에 경량화된 구조와 안정성을 모두 갖춘 신형식 거더 개발이 필요하다. 본 논문에서는 H 형강 플랜지를 상/하현재로 대체하고, 복부판에 공동단면을 적용하여 새로운 방음 터널 거더 설계를 제안한다. 최적의 형상을 개발하기 위해 비지지 비율과 공극 단면 형상에 따른 구조물의 거동을 분석하였다. 비지지구간 비율이 감소할수록, 비지지구간 개수가 증가할수록 거더에 작용하는 축력이 증가하고 모멘트는 감소하였다. 또한, 복부판 공동 단면의 타원 장축의 길이가 길수록 응력집중계수가 감소하는 결과를 확인하였다. 방음터널 거더의 비지지구간 비율이 0.4, 비지지구간 개수가 16이고 복부판의 형상이 E180 단면일 때의 조합이 가장 유리하지만, 방음판에 대한 시공성을 고려하여 실제 방음터널의 최적 설계로 최대 비지지구간 개수를 13, 비지지구간 비율을 0.7로 채택하였다. 최적 매개변수를 적용한 아치형 거더 분석 결과, 복부판 공동단면의 장축의 길이가 길수록 구조적 효율과 경제성이 증가하지만, 단면부의 공동 단면의 장축 길이가 일정 구간 이상으로 커지면 최대처짐에 불리함을 확인하였다. 3개의 아치형 거더를 연결한 신형식 방음터널의 좌굴 안전성을 평가하여 좌굴에 있어 설계 하중에 비해 약 3.7배 이상 구조적 안전성을 확보하고 있는 것을 확인하였다. 경량화와 안전성을 동시에 만족하는 최적 설계를 제시하였다.

• Wind and Structures
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• 제36권6호
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• pp.423-434
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• 2023

Aerodynamic force coefficients are generally obtained from traditional wind tunnel tests or computational fluid dynamics (CFD). Unfortunately, the techniques mentioned above can sometimes be cumbersome because of the cost involved, such as the computational cost and the use of heavy equipment, to name only two examples. This study proposed to build a deep neural network model to predict the aerodynamic force coefficients based on data collected from CFD simulations to overcome these drawbacks. Therefore, a series of CFD simulations were conducted using different geometric parameters to obtain the aerodynamic force coefficients, validated with wind tunnel tests. The results obtained from CFD simulations were used to create a dataset to train a multilayer perceptron artificial neural network (ANN) model. The models were obtained using three optimization algorithms: scaled conjugate gradient (SCG), Bayesian regularization (BR), and Levenberg-Marquardt algorithms (LM). Furthermore, the performance of each neural network was verified using two performance metrics, including the mean square error and the R-squared coefficient of determination. Finally, the ANN model proved to be highly accurate in predicting the force coefficients of similar bridge sections, thus circumventing the computational burden associated with CFD simulation and the cost of traditional wind tunnel tests.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권6호
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• pp.571-581
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• 2024

Concrete linings in tunnels constructed by drilling and blasting such as NATM serve as a secondary support structure. However, these linings can face unexpected earth pressures if the primary support deteriorates or if ground conditions become unfavorable. It is crucial to determine the loosening earth pressure that allows the lining to maintain its structural integrity and prevent damage caused by this pressure. This study proposes a numerical model for simulating the trapdoor test and developing a method for calculating the loosening earth pressure. The discrete element method (DEM) was employed to describe the soil characteristics around the tunnel. Using this numerical model, a sequence of experimental trapdoor steps was simulated, and the loosening earth pressure was analyzed. Contact parameters were calibrated based on an analysis of a triaxial compression test. The reliability of the developed model was confirmed through a comparison between simulation results and laboratory test findings. The model was used to calculate the contact force applied to the trapdoor plate and to assess the settlement of soil particles. Furthermore, the model accounted for the soil-arching effect, which effectively redistributes the load to the surrounding areas. The proposed model can be applied to analyze the tunnel's cross-sectional dimensions and design stability under various ground conditions.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.653-664
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• 2015

압력도수터널 콘크리트 라이닝 구조계산시 암반의 이완하중, 내수압, 외수압, 건조수축, 그라우팅압 등 다양한 하중조건을 고려하는데, 아직까지 국내에는 압력도수터널에 대한 콘크리트 라이닝 구조해석을 위한 설계기준 및 체계적인 매뉴얼이 없으므로 설계자에 따라 다르게 적용되고 있는 실정이다. 특히, 도수터널은 외수압을 저감시키기 위해 Weep Hole을 설치하는 경우도 있는데, Weep Hole 설치로 인해 많은 문제점이 야기될 수도 있으므로 Weep Hole을 설치하지 않을 시 외수압 처리에 대한 합리적인 접근 방법이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 압력도수터널 콘크리트 라이닝 구조 계산시 외수압 처리에 대해 기존 설계사례 및 문헌 등을 분석하여 합리적이고 적절한 설계개념에 대하여 서술하였다.

• 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.