• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.108-122
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• 1991

주어진 터널 斷面 및 地盤條件을 對象으로 1次元 有限要素 프로그램인 MrSoil을 利用하여 數値解析을 遂行하고 그 結果를 本稿에 收錄하였다. 解析 모델은 過去의 터널 計測 結果等에 根據하여 터널 掘進 影 이 充分히 적은 地域까지로 擴張 設定하여 境界條件에 의한 解析結果에의 影響을 最小化하도록 하였으며, 3次元的인 터널 擧動을 適切히 Simulation 하기 위하여 施工順序를 導入하여 段階別로 解析을 遂行하였다. 解析結果 터널 天井部는 最大 約 35mm의 沈下가 豫想되며, 地表面 沈下는 13mm 以內로서 地上 構造物의 構造的인 被害는 없을 것으로 判斷된다. 支保工인 Shotcrete와 Rockbolt의 最大應力 및 軸力도 各各 84 Kg/cm2 및 9론 以內로서 許容値 以內이고, 掘面 周邊의 塑性領域은 Rockbolt 길이 以內로 制限되고 있으므로 天井部에 Forepoling을 設置한다면, 터널 安全에는 影響을 미치지 않을 것으로 判斷되므로 本 터널은 合理的이며 適切히 設計된 것으로 評價된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.17-28
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• 2002

터널의 막장부근에서는 하중전이가 복잡한 3차원적 거동특성을 나타낸다. 일반적으로 3차원 해석은 입력자료의 준비 및 결과 해석에 많은 노력을 요하며, 비선형 압밀해석을 수행하는 경우 컴퓨터 계산수요가 커지는 문제 때문에 실제설계는 2차원 해석법을 주로 사용하게 된다. 3차원적인 터널거동을 2차원적으로 모델링하기 위하여는 터널 굴진과정을 수치해석적으로 표현하기 위한 경험 파라미터가 요구되며, 해석결과는 이 파라미터 값에 따라 크게 변화하는 특성을 나타낸다. 특히 이 값의 평가는 주로 주관적이고 경험적인 판단에 의존하게 되므로 임의성이 커 해석의 신뢰성 문제를 야기할 수 있다. 특히 지반거동이 간극수 등 시간의존성 요인에 의해 영향을 받는 경우 이 파라미터를 평가하기는 더욱 어려워진다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위하여 제안된 Time-based 2-D Modeling Method를 사용하여 지하수위가 높은 풍화화강토내 터널굴착 문제에 적용하였고 이를 분할 굴착에도 적용 가능하도록 확장하였다. 해석결과는 실측결과와 잘 일치하는 거동을 보였다. 이 방법을 이용하여 복합막장터널의 거동특성을 조사한 결과, 마제형 터널단면의 역학적 유익성이 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.288-295
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• 1999

지하 터널굴착으로 인하여 발생한 집중응력은 터널 주변의 암반에 변형이나 파괴를 쉽게 발생시킨다. 따라서 터널을 지하에 굴착할 경우에는 이러한 문제점들을 사전에 예측하는 것이 좋은데, 그 예측방법으로는 계측자료를 이용하는 방법과 컴퓨터 수치해석을 통한 방법이 있다. 본 논문은 후자의 방법을 이용하여 터널 굴착 후 터널 주변 암반에 나타나는 시간 경과에 따른 암반의 진행적 파괴 거동을 해석하였으며, 본 해석을 위해 반복(Iteration)기법을 Hoek-Brown이론과 접목하여 사용하였다. 또한, 터널 형상이 서로 다른 3가지 모델을 이용하여, 터널간 이격거리와 내공변위 그리고 집중 응력의 변화 양상 등을 검토하였으며, 본 연구의 결과를 국내에서 많이 사용하고 있는 Mohr-Coulomb 이론을 적용하였을 때 얻어지는 결과와 비교 분석하였다.

• 지질공학
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• 제14권3호
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• pp.287-300
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• 2004

Visual Modflow를 이용하여 터널 굴착 시 터널 내 지하수 유입 량과 영항반경에 영향을 미치는 수리 인자들에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 터널의 심도 및 수리전도도의 민감도가 가장 크게 나타났으며, 굴착 후 경과 시간에 따라 민감도의 순위가 달라지는 것으로 분석되었다. 비산출률의 경우 굴착 후 시간이 경과함에 따라 민감도가 지속적으로 증가하는 것으로 나타나 배수형 터널 설계 시 수리전도도와 함께 중요하게 고려되어야 할 변수인 것으로 밝혀졌다. 터널굴착 및 방수 처리 과정을 모사할 수 있는 부정류 모델링 기법을 제시하였으며, 실제 터널 설계 지역에 적용하여 굴착과정에서 발생하는 터널 내 지하수 유입량 주변 지역 지하수계의 변화를 예측하였다. 예측 모델의 결과는 모델 보정을 통하여 설정한 수리 전도도에 매우 민감하므로, 사후 모니터 링을 통한 모델 검증이 요구된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제15권2호
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• pp.745-754
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• 2018

In the analysis of the effects of rock tunnel blasting vibration on adjacent existing buildings, the model of simplified equivalent load produces higher calculation result of vibration, due to the lack of consideration of the millisecond delay effect. This paper, based on the static force equivalence principle of blasting load, proposes a new determination method of equivalent load of blasting vibration. The proposed method, based on the elastic-static force equivalence principle of stress wave, equals the blasting loads of several single blastholes in the same section of millisecond blasting to the triangle blasting load curve of the exploded equivalent elastic boundary surface. According to the attenuation law of stress wave, the attenuated equivalent triangle blasting load curve of the equivalent elastic boundary is applied on the tunnel excavation contour surface, obtaining the final applied equivalent load. Taking the millisecond delay time of different sections into account, the time-history curve of equivalent load of the whole section applied on the tunnel excavation contour surface can be obtained. Based on Sailing Tunnel with small spacing on Sanmenxia-Xichuan Expressway, an analysis on the blasting vibration response of the later and early stages of the tunnel construction is carried out through numerical simulation using the proposed equivalent load model considering millisecond delay effect and the simplified equivalent triangle load curve model respectively. The analysis of the numerical results comparing with the field monitoring ones shows that the calculation results obtained from the proposed equivalent load model are closer to the measured ones and more feasible.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.297-314
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• 2016

With the mining depth continuously increasing, gas emission behaviors become more and more complex. Gas emission is an important basis for choosing the method of gas drainage, gas controlling. Thus, the accurate prediction of gas emission is of great significance for coal mine. In this work, based on the sources of gas emission from the heading faces and the fluid-solid coupling process, we established a gas continuous dynamic emission model, numerically simulated and applied it to the engineering. The result was roughly consistent with the actual situation and shows the model is correct. We proposed the measures of reducing the excavation distance and borehole gas drainage based on the model. The measures were applied and the result shows the overproof problem of gas emission disappears. The model considered the influence factors of gas emission wholly, and has a wide applicability, promotional value. The research is of great significance for the controlling of gas disaster, gas drainage and pre-warning coal and gas outbursts based on gas emission anomaly at the heading face.

• 플랜트 저널
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• 제17권3호
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• pp.42-46
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• 2021

드릴 스트링의 진동 문제는 수년간 드릴링 성능 저하의 주요 원인 중 하나로 인식되어 왔으며, 굴착 작업 시 발생하는 과도한 진동은 드릴링의 효율성, 파이프 피로, 비트의 수명 단축으로 인하여 고장을 초래할 수 있다. 이러한 진동의 원인은 드릴 스트링이 굴착 작업 중 궤적에 따라 파이프의 굽힘과 wellbore와의 접촉으로 인해 마찰이 발생하고 이러한 진동은 일반적으로 축 방향, 굴곡 및 비틀림 변형을 일으킨다. 본 연구에서는 Khulief와 Al-Naser가 제시한 모델을 바탕으로 드릴 스트링에 6자유도(DOF)의 구성요소를 갖는 모델을 적용하여 curved beam의 수치해석 값과 Analytical값을 비교하여 검증하고 드릴 스트링에 hookload와 WOB 경계조건을 주어 각 element 마다 동적 거동을 분석하였다. 실제 궤적을 적용하여 드릴 파이프의 굽힘이나 중력으로 인하여 Wellbore와 접촉되는 부분에 마찰을 적용하였고, 또한 마찰 작용 시 일정한 축 방향 속도를 유지하기 위한 PI제어 값을 설계하여 drillstring 전체의 각속도 변화와 실제 드릴 굴착 작업 중 발생하는 stick slip현상을 관찰하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권5호
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• pp.417-426
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• 2024

Shield tunneling method is widely used to build tunnels in complex geological environment. Stability control of tunnel face is the key to the safety of projects. To improve the excavation efficiency or perform equipment maintenance, the excavation chamber sometimes is not fully filled with support medium, which can reduce the load and increase tunneling speed while easily lead to ground collapse. Due to the high risk of the face failure under non-fully support mode, the tunnel face stability should be carefully evaluated. Whether compressive air is required for compensation and how much air pressure should be provided need to be determined accurately. Based on the upper bound theorem of limit analysis, a non-fully support rotational failure model is developed in this study. The failure mechanism of the model is verified by numerical simulation. It shows that increasing the density of supporting medium could significantly improve the stability of tunnel face while the increase of tunnel diameter would be unfavorable for the face stability. The critical support ratio is used to evaluate the face failure under the nonfully support mode, which could be an important index to determine whether the specific unsupported height could be allowed during shield tunneling. To avoid of face failure under the non-fully support mode, several charts are provided for the assessment of compressed air pressure, which could help engineers to determine the required air pressure for face stability.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.1-9
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• 2012

흰개미는 땅 아래 서식하면서 네트워크형태의 터널 구조물을 만들어 먹이자원을 획득한다. 종에 따라서는 지하 150m 깊이까지 터널을 형성하기도 하고, 목재의 섬유질을 찾기 위해 종종 지표면까지 이동하기도 하는데, 이로 인해 목재로 지어진 건축물 특히 가옥에 엄청난 피해를 끼친다. 지구 온난화에 의한 온도상승으로 흰개미가 활동하기에 적합한 고온 지역이 넓어지며 이와 같은 피해는 꾸준히 증가하고 있다. 이 피해규모는 흰개미 테리토리영역의 크기 및 그 분포와 밀접한 관련을 가지고 있다. 흰개미 본 연구에서는 흰개미 두 종(Coptotermes formosanus (Shiraki) 와 Reticulitermesflavipes (Kollar))에 대한 테리토리행동을 시뮬레이션 할 수 있는 실험치 기반의 모델을 제안하였다. 모델은 콜로니별로 형성하는 터널네트워크의 성장부분과, 서로 다른 콜로니 사이의 터널교차를 고려한 영역성 부분, 이렇게 두 부분으로 구성된다. 본 모델을 이용하여 터널 성장확률에 따라 테리토리간 경쟁이 어떻게 변하는지에 대한 간단한 결과를 보여 주었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제2권2호
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• pp.107-123
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• 2010

Ground settlements and pore pressure changes were monitored around a shallow tunnel constructed in clay till during the excavation and primary lining installation. The settlements above the tunnel continued to develop for up to 100 days after the primary lining installation. Triaxial compression tests were carried out to estimate the short-term and long-term deformation characteristics of the till. Numerical simulation was conducted to history match the field measurements, and thus, to quantify the settlements induced by ground stress relief, consolidation and creep. It was found that the surface settlements due to ground stress relief, consolidation and creep are 17, 12 and 71% of total settlement (about 44 mm), respectively. In addition, early installation of rigid concrete lining could be an effective means to reduce the settlement due to creep.