• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.201-206
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• 2020

A stress-induced brittle failure in deep tunneling generates spalling and slabbing, eventually causing a v-shaped notch formation. An empirical relationship for the depth of the notch to the maximum tangential stress assuming an equivalent circular cross-section was proposed (Martin et al. 1999). While this empirical approach has been well recognized in the industry and used as a design guideline in many projects, its applicability to a non-circular opening is worth revisiting due to the use of equivalent circular profile. Moreover, even though the extent of the notch also contributes to notch failure, it has not been estimated to date. When the estimate of both the depth and the extent of notch are combined, a practical and economically justifiable support design can be achieved. In this study, a new methodology to assess the depth as well as the extent of notch failure is developed. Field data and numerical simulations using the Cohesion Weakening Frictional Strengthening (CWFS) model were collected and correlated with the three most commonly accepted failure criteria (σ₁/σ₃, D_is=σ_max/σ_c, σ_dev/σ_cm). For the numerical analyses, the D-shaped tunnel was used since most civil tunnels are built to this profile. Inferential statistical analysis is applied to predict the failure range with a 95% confidence level. Considering its accuracy and simplicity, the new correlation can be used as an enhanced version of failure assessment.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.101-108
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• 2024

터널 공사중 발생 가능한 쐐기블록(Key block)을 막장관찰 중 인지하여 전방으로 형성되는 쐐기블록을 예상하고, 안전율을 확인할 수 있는 시스템을 개발하였다. 막장관찰시, 레이저 스캐너를 이용하여 암반면의 3차원 점군을 수집하고, 이를 근거로 굴착면을 형상화한 후, 암반 절리면을 도출한다. 절리면은 주향과 경사각을 가지고 있으므로, 절리면들의 조합을 통해 형성되는 쐐기블록을 반복 계산을 통해 도출하고, 각 쐐기블록의 안전율을 계산한다. 모형실험을 통해 시스템의 절리면 특성 산출의 정확성을 확인하였고, 절리면 정보를 입력하여 계산되는 기존 상용 소프트웨어의 결과값과 비교하여 개발 프로그램이 오차 1%이내로 계산 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.449-461
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• 2024

NATM 공법과 비교하여 소음 및 진동이 적고 안전성이 높은 기계화 굴착공법인 TBM (tunnel boring machine)의 사용이 전 세계적으로 증가하였다. 특히 이수식(slurry shield) TBM의 경우 EPB (earth pressure balanced) 방식에 비해 고수압에 유리하므로 하저 및 해저 구간 등에서 많이 사용된다. 이와 같이 이수식 TBM의 사용수는 오폐수처리시설을 거쳐 방류된다. 대단면 TBM의 경우, 사용되는 물의 양이 막대하기 때문에 재활용을 통해 비용 저감 및 환경 보호가 가능하다. 이수식 TBM에서는 지상의 이수처리시설인 STP (slurry treatment plant)와 필터프레스(filter press)의 성능을 향상시키기 위해 다양한 종류의 첨가제를 사용한다. 이 중 응집제는 버력의 응집도를 높여 필터프레스의 생산성을 향상시킨다. 본 연구에서는 응집제가 투입된 후 필터프레스를 통해 걸러진 사용수에 대한 실내시험을 시행하여 재사용 가능 여부를 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.187-199
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• 2013

강관보강다단 그라우팅은 터널공사에 널리 적용되는 공법으로, 터널지반의 안정성 증대 및 차수효과를 얻을 수 있다. 본 연구의 목적은 유도초음파를 이용한 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 기법을 제시하고, 현장 적용성을 평가하는 것이다. 강관의 그라우팅 충진률에 따른 주파수 변화를 파악하기 위해 실내실험 (자유구속조건 및 지중근입조건)을 수행하였으며, 건전도 평가시스템의 현장 적용성을 검증하기 위해 현장실험을 수행하였다. 강관의 두부를 해머로 타격하여 유도초음파가 발생되며, 발생된 유도초음파는 선단에서 반사되어 두부로 되돌아 온다. 반사된 유도초음파는 두부에 설치된 AE센서에 의해 수신된다. 강관보강다단 그라우팅의 건전도 평가 모델은 충진률 25 %, 50 %, 75 %, 100 %로 제작되었으며, 자유구속조건 및 지중근입조건의 실내실험으로 수행되었다. 신호처리를 위해 고속 푸리에 변환과 웨이브렛 변환을 수행하였다. 실내실험 결과, 유도초음파의 전파속도 변화는 크지 않았으나, 그라우팅 충진률에 따른 주 주파수의 변화가 뚜렷하게 나타났다. 강관보강다단 그라우팅의 충진률이 증가할수록 반사파의 주 주파수의 크기가 감소했다. 현장실험은 이미 설치된 강관보강다단 그라우팅에 대해 수행되었으며, 실내실험과 동일한 기법으로 분석하였다. 현장 조건의 실험체에서도 유도초음파의 반사파를 쉽게 수집할 수 있었으며, 이에 대한 주파수 영역에 대한 분석도 가능했다. 본 연구의 결과는 유도초음파를 이용한 주파수 분석 기법은 강관보강다단 그라우팅 건전도 평가에 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.133-144
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• 2009

Incheon Bridge, 18.4 km long sea-crossing bridge, will be opened to the traffic in October 2009 and this will be the new landmark of the gearing up north-east Asia as well as the largest & longest bridge of Korea. Incheon Bridge is the integrated set of several special featured bridges including a magnificent cable-stayed girder bridge which has a main span of 800 m width to cross the navigation channel in and out of the Port of Incheon. Incheon Bridge is making an epoch of long-span bridge designs thanks to the fully application of the AASHTO LRFD (load & resistance factor design) to both the superstructures and the substructures. A state-of-the-art of the geotechnologies which were applied to the Incheon Bridge construction project is introduced. The most Large-diameter drilled shafts were penetrated into the bedrock to support the colossal superstructures. The bearing capacity and deformational characteristics of the foundations were verified through the world's largest static pile load test. 8 full-scale pilot piles were tested in both offshore site and onshore area prior to the commencement of constructions. Compressible load beyond 30,000 tonf pressed a single 3 m diameter foundation pile by means of bi-directional loading method including the Osterberg cell techniques. Detailed site investigation to characterize the subsurface properties had been carried out. Geotextile tubes, tied sheet pile walls, and trestles were utilized to overcome the very large tidal difference between ebb and flow at the foreshore site. 44 circular-cell type dolphins surround the piers near the navigation channel to protect the bridge against the collision with aberrant vessels. Each dolphin structure consists of the flat sheet piled wall and infilled aggregates to absorb the collision impact. Geo-centrifugal tests were performed to evaluate the behavior of the dolphin in the seabed and to verify the numerical model for the design. Rip-rap embankments on the seabed are expected to prevent the scouring of the foundation. Prefabricated vertical drains, sand compaction piles, deep cement mixings, horizontal natural-fiber drains, and other subsidiary methods were used to improve the soft ground for the site of abutments, toll plazas, and access roads. Light-weight backfill using EPS blocks helps to reduce the earth pressure behind the abutment on the soft ground. Some kinds of reinforced earth like as MSE using geosynthetics were utilized for the ring wall of the abutment. Soil steel bridges made of corrugated steel plates and engineered backfills were constructed for the open-cut tunnel and the culvert. Diverse experiences of advanced designs and constructions from the Incheon Bridge project have been propagated by relevant engineers and it is strongly expected that significant achievements in geotechnical engineering through this project will contribute to the national development of the longspan bridge technologies remarkably.

• 한국조경학회지
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• 제40권1호
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• pp.92-99
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• 2012

도시 지역의 야생동물 서식처는 급격한 도시화와 산업화 과정에서 파괴되거나 파편화되었다. 도시지역에 서식하는 야생동물의 로드킬을 저감하기 위해 파편화된 서식처의 연결이 필요하다. 도시지역의 인공장애물을 안전하게 통과하기 위해서는 야생동물의 행동에 기반한 야생동물 이동통로의 위치가 선정되어야 한다. 본 연구에서는 강서습지생태공원에서 서식하는 멸종위기종인 삵을 목표종으로 하여 야생동물 이동통로의 잠재적 대상지를 파악하였다. 이동통로의 선정은 공간구조를 객관적으로 평가하는 방법인 공간구문론 분석을 통해 이루어졌다. 통합도가 높은 것이 공간의 접근성과 연결성 높은 것을 의미하며, 이 논문에서는 통합도가 높은 공간이 삵이 더 자주 이동하는 공간을 의미한다. 포획된 삵은 발신기를 부착하여 2009년 3월부터 6월까지 4개월간 월 72시간 연속으로 원격무선추적하였다. 삵의 이동경로를 분석하기 위해 ArcGIS의 Animal Movenent와 Hawth Tools를 이용하였고, 공간구문론 분석을 위해 Axwoman 4.0을 사용하였다. 삵의 하루 평균이동거리는 $2.099{\pm}1.08km$로 나타났다. 연구기간 동안 삵은 로드킬의 위험을 안고 올림픽대로를 20회 이상 횡단하였다. 삵의 이동경로에 대한 공간통합도로서 전체 통합도는 0.458~1.834, 국부 통합도는 0.210~6.061로 나타났다. 삵의 이동경로와 도로가 중첩되는 5개 지점을 선정하여 통합도 값을 측정하였으며, 이들 지점 중 통합도가 높은 곳이 로드킬의 발생 가능성이 높은 곳이다. 따라서 5개 지점 중 전체 통합도와 국부 통합도가 가장 높은 곳을 각각 잠재적 이동통로 적지로 제안하였다. 국부 통합도가 가장 높은 지점에 터널형 이동통로가 건설 중에 있으며, 공사 완료 후 이들 지점에 대한 이동통로의 적지 여부를 검증할 것이다.