• 제목/요약/키워드: Excavation face

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NATM 터널굴착시 응력-간극수압 연계 3차원 유한요소모델링을 통한 기존 지하철터널의 구조적 안정성 해석연구 (Structural Stability Analysis Study for Existing Subway Tunnels Using a 3D Stress-Pore Pressure Coupled Finite Element Modelling of NATM Tunneling)

  • 공병승
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권6호통권58호
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    • pp.192-203
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    • 2009
  • 본 연구는 경부고속철도(대구~부산) 도심통과 노반신설 공사중 기존 부산지하철 1호선 및 부산지하철 2호선 구간에 대한 안정성에 관한 연구로서 현장조사를 실시하여 대상시설물의 외관상태, 품질상태 및 내구성능 등을 평가하고 MIDAS/GTS를 이용한 수치해석을 통해 대상시설물 및 본선터널의 안정성을 검토하는데 그 목적이 있다. 지하수위 하에서 터널이 시공되는 기본 메카니즘과 3차원 유한요소해석 응력-간극수압 연계해석을 수행한 후 라이닝 작용하중, 막장안정성, 지표침하 등 지하수와 터널굴착의 상호관계를 고찰하였다. 수치해석의 결과 1, 2호선의 최대침하, 부등침하, 라이닝응력 등은 허용치 이내이며 손상 정도는 무시할 수 있는 정도의 경미한 것으로 나타나고 있다. 그러나 실제 터널 시공시 막장거동을 최소화하기 위하여 필요시 Pre-Grouting을 시행하여 터널 굴착시 터널내 유출수를 최소화하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

양호한 연속체 암반사면의 예비 판정기준 설정 연구 (A Study on Setup for Preliminary Decision Criterion of Continuum Rock Mass Slope with Fair to Good Rating)

  • 김형민;이수곤;이벽규;우재경
    • 지질공학
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    • 제29권2호
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    • pp.85-97
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    • 2019
  • 암반으로 구성되어 있는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$) 암반사면들이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 것을 관찰할 수 있다. 이와 유사한 지반상태로 이루어진 굴착 암반사면에서 불연속구조가 비탈면의 안정성에 유리한 방향으로 분포하고 있는 경우에는 발파암 경사기준인 1 : 0.5 ($63^{\circ}$)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 비탈면 설계기준의 경사 결정 과정에서 급경사로 적용할 수 있는 예비 암반조건이 정량적으로 설정되어 있으면 설계 실무측면에서 지침으로 활용할 수 있을 것이다. 이 연구에서는 상기 암반을 양호한 연속체 암반으로 정의하고, 양호한 연속체 암반조건에 대해 공학적인 준거를 제공할 목적으로 범용적인 RMR, SMR, GSI 분류를 활용하여 정량적인 설정기준 범위를 제안하고자 하였다. 연구방법으로는 다음과 같다. 암석종류별로 급경사 $65{\sim}80^{\circ}$)에서 안정한 비탈면을 연구 대상으로 선정하고, Face mapping 결과를 반영하여 RMR과 SMR 및 GSI 분류하였다. Hoek-Brown 파괴기준을 활용하여 산정된 강도정수를 현 상태의 암반사면 안정해석에 적용하여 나타난 결과를 검토하였다. 급경사로 안정하게 유지되는 지반조건으로서 예비기준의 타당성을 검증하기 위한 것이다. 상기 연구방법으로 분석 검토한 결과, 양호한 연속체 암반비탈면은 Basic RMR ${\geq}50$ (퇴적암에서는 45), GSI SMR ${\geq}45$로 설정할 수 있을 것으로 분석되었다. 한계평형 해석의 안전율은 Fs = 14.08~67.50 (평균 32.9)이고, 유한요소해석의 변위는 0.13~0.64 mm (평균 0.27 mm)이다. 이는 급경사($65{\sim}80^{\circ}$)로 오랜 기간 동안 안정하게 유지되고 있는 양호한 연속체 암반사면의 안정성을 정량적으로 표현하고 확인하는 결과로 볼 수 있다. 양호한 연속체 암반사면에 대한 암반기준 설정범위는 자료가 축적되면 좀 더 세부적인 설정기준을 확립할 수 있을 것이고 추후 연구과제이기도 하다. 1 : 0.1~0.3의 급경사에서도 안정할 경우에, 해외 설계기준 및 사례를 참고하여 급경사의 상한 기준을 1 : 0.3으로 설계하면 경제성과 친환경성을 확보하는 이점이 있게 된다. 또한 굴착기술과 식생기술 발달 및 다양한 친환경적 사면 설계기법으로 급경사에 따른 심리적 불안감과 급격한 지반이완을 극복할 수 있을 것이다.

베이지안 네트워크와 AHP (Analytic Hierarchy Process)를 활용한 쉴드 TBM 터널 리스크 분석 (Overall risk analysis of shield TBM tunnelling using Bayesian Networks (BN) and Analytic Hierarchy Process (AHP))

  • 박정준;정희영;문준배;최항석;이인모
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.453-467
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    • 2016
  • 본 논문에서는 쉴드 TBM 시공 시 발생 가능한 사건 및 원인의 규명, 리스크 발생의 인과관계 규명, 리스크의 위험도 판별, 리스크의 저감대책 제시를 통한 쉴드 TBM의 전반적인 시공 리스크 관리에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해서 쉴드 TBM의 사고 사례에 대한 문헌조사, 설계 및 시공 전문가 인터뷰를 수행하였다. 리스크 사건은 절삭량 저하, 막장면 붕괴, 지반 침하, 지반 융기, 이수 분출, 배토 불능, 굴착 불가, 지하수 누수의 8개의 그룹으로 나뉘어졌다. 리스크의 원인은 지질 원인, 설계 원인, 시공관리 원인의 3가지 그룹으로 나뉘어졌다. 리스크 원인과 사건간의 인과관계를 체계적으로 분석하기 위하여 베이지안 네트워크를 이용한 도식적인 관계도를 작성하였다. 리스크의 위험도를 산정하기 위하여 리스크가 발생하였을 때 이를 복구하기 위한 다운타임 및 비용을 기준으로 전문가를 대상으로 Analytic Hierarchy Process (AHP)를 수행하였으며, 위험도 결과에 기반하여 리스크 대응단계를 제시하고 이를 실제 리스크 발생사례와 비교하여 검증하였다. 또한 발생 가능한 리스크에 대응하기 위하여 설계 및 시공단계에서의 리스크 저감대책을 제안하였다. 제안된 연구는 TBM 설계자 및 시공자가 현장의 조건을 고려하여 리스크 원인을 선정하고 이로 인해 발생 가능한 리스크를 체계적으로 분석하여 파악할 수 있게 해주며, 리스크의 위험도의 판별 및 그에 대한 설계 및 시공단계에서의 저감대책을 통해 체계적인 쉴드 TBM 리스크 관리에 도움을 줄 수 있다.

한강하류지형면의 분류와 지형발달에 대한 연구 (양수리에서 능곡까지)

  • 박노식
    • 동굴
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    • 제68호
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    • pp.23-73
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    • 2005
  • Purpose of study; The purpose of this study is specifically classified as two parts. The one is to attempt the chronological annals of Quaternary topographic surface through the study over the formation process of alluvial surfaces in our country, setting forth the alluvial surfaces lower-parts of Han River area, as the basic deposit, and comparing it to the marginal landform surfaces. The other is to attempt the classification of micro morphology based on the and condition premising the land use as a link for the regional development in the lower-parts of Han river area. Reasons why selected the Lower-parts of Han river area as study objects: 1. The change of river course in this area is very serve both in vertical and horizontal sides. With a situation it is very easy to know about the old geography related to the formation process of topography. 2. The component materials of gravel, sand, silt and clay are deposited in this area. Making it the available data, it is possible to consider about not oかy the formation process of topography but alsoon the development history to some extent. 3. The earthen vessel, a fossil shell fish, bone, cnarcoal and sea-weed are included in the alluvial deposition in this area. These can be also valuable data related to the chronological annals. 4. The bottom set conglometate beds is also included in the alluvial deposits. This can be also valuable data related to the research of geomorphological development. 5. Around of this area the medium landform surface, lower landform surface, pediment and basin, are existed, and these enable the comparison between the erosion surfaces and the alluvial surfaces. Approach : 1. Referring to the change of river beds, I have calculated the vertical and horizontal differences comparing the topographic map published in 1916 with that published in 1966 and through the field work 2. In classifying the landform, I have applied the method of micro morphological classification in accordance with the synthetic index based upon the land conditions, and furthermore used the classification method comparing the topographic map published in 1916 and in that of 1966. 3. I have accorded this classification with the classification by mapping through appliying the method of classification in the development history for the field work making the component materials as the available data. 4. I have used the component materials, which were picked up form the outcrop of 10 places and bored at 5 places, as the available data. 5. I have referred to Hydrological survey data of the ministry of Construction (since 1916) on the overflow of Han-river, and used geologic map of Seoul metropolitan area. Survey Data, and general map published in 1916 by the Japanese Army Survbey Dept., and map published in 1966 by the Construction Research Laboratory and ROK Army Survey Dept., respectively. Conclusion: 1. Classification of Morphology: I have added the historical consideration for development, making the component materials and fossil as the data, to the typical consideration in accordance with the map of summit level, reliefe and slope distribution. In connection with the erosion surface, I have divided into three classification such as high, medium and low-,level landform surfaces which were classified as high and low level landform surfaces in past. furthermore I have divided the low level landform surface two parts, namely upper-parts(200-300m) and bellow-parts(${\pm}100m$). Accordingly, we can recognize the three-parts of erosion surface including the medium level landform surface (500-600m) in this area. (see table 22). In condition with the alluvial surfaces I have classified as two landform surfaces (old and new) which was regarded as one face in past. Meamwhile, under the premise of land use, the synthetic, micro morphological classification based upon the land condition is as per the draw No. 19-1. This is the quite new method of classification which was at first attempted in this country. 2. I have learned that the change of river was most severe at seeing the river meandering rate from Dangjung-ni to Nanjido. As you seee the table and the vertical and horizontal change of river beds is justly proportionable to the river meandering rate. 3. It can be learned at seeing the analysis of component materials of alluvial deposits that the component from each other by areas, however, in the deposits relationship upper stream, and between upper parts and below parts I couldn't always find out the regular ones. 4. Having earthern vessel, shell bone, fossil charcoal and and seaweeds includen in the component materials such as gravel, clay, sand and silt in Dukso and Songpa deposits area. I have become to attempt the compilation of chronicle as yon see in the table 22. 5. In according to hearing of basemen excavation, the bottom set conglomerate beds of Dukso beds of Dukso-beds is 7m and Songpa-beds is 10m. In according to information of dredger it is approx. 20m in the down stream. 6. Making these two beds as the standard beds, I have compared it to other beds. 7 The coarse sand beds which is covering the clay-beds of Dukso-beds and Nanjidobeds is shown the existence of so-called erosion period which formed the gap among the alluvial deposits of stratum. The former has been proved by the sorting, bedding and roundness which was supplied by the main stream and later by the branch stream, respectively. 8. If the clay-beds of Dukeo-bed and Songpa-bed is called as being transgressive overlap, by the Eustatic movement after glacial age, the bottom set conglomerate beds shall be called as being regressive overlap at the holocene. This has the closest relationship with the basin formation movement of Seoul besides the Eustatic movement. 9. The silt-beds which is the main component of deposits of flood plain, is regarded as being deposited at the Holocene in the comb ceramic and plain pottery ages. This has the closest relationship with the change of river course and river beds.