• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.163-167
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• 2008

In this study, the 1/35 reduced-scale model experiment were conducted to investigate designed ventilation effect on the smoke movement at rescue station fire in railway tunnel. A model tunnel with 2 mm thick, 10 m long, 0.19 m high and 0.26 m was made by using Froude number scaling law. The cross-passages installing escape door at the center were connected between incident tunnel and rescue tunnel. The n-heptane pool fires with heat release rate 698.97W were used as fire source. The fire source was located at the center and portal of incident tunnel as worst case. A operating ventilation system extracted smoke amount of 0.015 cms(cubic meters per second). The smoke temperature and CO gas concentration in cross-passage were measured to verify designed ventilation system. The result showed that, at center fire case without ventilation, smoke did not propagate to rescues station. In portal fire case, smoke spreaded to rescues station without ventilation. But smoke did not propagated to rescues station with designed ventilation.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.16-21
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• 2007

Along with the opening of the high speed railroad in 2004, the number of long tunnels constructed is increasing and will be continued. In this respect, the fro inside the tunnels is a main cause of drastic damages to both facilities and lives of passengers on board, especially more severe consequences are expected if the fire occurs on a train in urban area. Even though, the threat to human lives due to the increasing number of tong tunnels and increasing train operation times inside such tunnels is getting bigger, the studies to measure safety of the tunnel and to enhance the safety of passengers have not been carried out enough in Korea. Therefore, in this paper, we will use the probabilistic method to predict the average number of deaths of passengers in case of fire on a train iii tunnel, and show the potential risk to passengers which can be a guide for safer design of tunnels to be constructed.

• 한국환경과학회지
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• 제24권12호
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• pp.1691-1703
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• 2015

When constructing tunnels, it is important to understand structural, geological and hydrogeological conditions. Geumgeong tunnel that has been constructed in Mt. Geumjeong for the Gyeongbu express railway induced rapid drawdown of groundwater in the tunnel construction area and surroundings. This study aimed to analyze groundwater flow system and baseflow using long-term monitoring and groundwater flow modeling around Geumgeong tunnel. Field hydraulic tests were carried out in order to estimate hydraulic conductivity, transmissivity, and storativity in the study area. Following the formula of Turc and groundwater flow modeling, the annual evapotranspiration and recharge rate including baseflow were estimated as 48% and 23% compared to annual precipitation, respectively. According to the transient modeling for 12 years after tunnel excavation, baseflow was estimated as $9,796-9,402m^3/day$ with a decreasing tendency.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권8호
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• pp.23-28
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• 2022

우리나라 지형조건은 산악이 70%를 차지하고 있어 철도 및 도로공사 시 구조물이 차지하는 비중이 높다. 특히, 최근 들어 고속주행을 위한 고속철도와 고속도로 건설이 급증하고 있고 이와 더불어 터널 건설도 증가하고 있고 터널 굴착 완료 후 장기변형이 발생하는 터널 시공사례가 증가하는 추세이다. 이러한 터널 구조물의 안정성은 터널 굴착 주변 암반특성에 전적으로 좌우된다. 본 연구에서 대상인 화산쇄설암의 경우, 전반적으로 풍화에 취약하고 장기간에 걸쳐 강도가 저하되는 특성이 있어서 이를 고려한 터널 설계 및 시공계획 수립이 반드시 필요하다. 본 연구는 화산쇄설암 구간에 터널 현장에서 발생 된 과다변형 사례를 분석하여 향후 화산쇄설암 구간에서는 인버트 설치 및 하부보강을 고려한 방안을 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.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.8-14
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• 2015

본 논문은 경부고속선 터널에서 발생하는 미기압파 예측기법을 설명하였다. 미기압파 예측식에 필요한 계수를 도출하기 위하여 터널궤도유형에 따른 미기압파 변화를 알아보기 위하여 터널압력파 미기압파를 동시에 계측하였다. 열차속도, 터널궤도유형 그리고 출구로부터 거리에 따른 크기 변화를 분석하였다. 경부고속선 터널에서 발생하는 미기압파는 고속열차가 약 300kph로 진입할 때, 길이 4.0km의 자갈궤도터널에서는 약 7.5Pa 미기압파가 발생하며, 3.3km의 슬라브궤도터널에서는 약 14.3Pa의 미기압파가 발생한다. 그리고 터널출구에서 방사된 미기압파는 전파거리에 반비례하여 줄어들며, 100m 지점에서는 약 0.5~1.0Pa로 나타난다. 그리고 터널압력파 기울기를 이용하여 미기압파 예측식에 필요한 계수를 도출한 후, 예측식을 통해 미기압파 크기를 계산하였다. 계산된 미기압파 크기를 현장시험 결과값과 비교해 본 결과, 터널 미기압파 크기는 이론식을 이용하여 신속하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권1호
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• pp.111-123
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• 2023

The slope of an open cut tunnel is located above the exit of the Leijia tunnel on the Changgan high-speed railway. During the excavation of the open cut tunnel foundation pit, the slope slipped twice, a large landslide of 92500 m³ formed. The landslide body and unstable slope body not only caused the foundation pit of the open cut tunnel to be buried and the anchor piles to be damaged but also directly threatened the operational safety of the later high-speed railway. Therefore, to study the stability change in the slope of the open cut tunnel under heavy rain and excavation conditions, a 3D numerical calculation model of the slope is carried out by Midas GTS software, the deformation mechanism is analyzed, anti-sliding measures are proposed, and the effectiveness of the anti-sliding measures is analyzed according to the field monitoring results. The results show that when rainfall occurs, rainwater collects in the open cut tunnel area, resulting in a transient saturation zone on the slope on the right side of the open cut tunnel, which reduces the shear strength of the slope soil; the excavation at the slope toe reduces the anti-sliding capacity of the slope toe. Under the combined action of excavation and rainfall, when the soil above the top of the anchor pile is excavated, two potential sliding surfaces are bounded by the top of the excavation area, and the shear outlet is located at the top of the anchor pile. After the excavation of the open cut tunnel, the potential sliding surface is mainly concentrated at the lower part of the downhill area, and the shear outlet moves down to the bottom of the open cut tunnel. Based on the deformation characteristics and the failure mechanism of the landslides, comprehensive control measures, including interim emergency mitigation measures and long-term mitigation measures, are proposed. The field monitoring results further verify the accuracy of the anti-sliding mechanism analysis and the effectiveness of anti-sliding measures.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.107-118
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• 2011

최근 차량이나 철도 혹은 화재관련 장거리 터널 내 해석이 증가하고 있다. 그러나 기존의 터널 내 유동해석은 수십 km의 터널 전체를 3차원 해석을 진행하는 것으로 비효율 적이다. 또한 터널 내 압력파해석을 위해서 1차원 해석을 많이 진행하지만 유동장을 볼 수 없는 단점이 있고, 3차원으로 확장할 경우 격자수가 기하급수적으로 증가하는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 1차원 3차원 혼합격자기법을 사용하여서 터널 내 운송체 주변의 유동해석과 압력파 해석을 수행하였다. 20km가 넘는 장거리 터널내 에서 운송체의 고속이동과 이에 따른 유동의 해석을 위하여 운송체 주변은 3차원 격자를 사용하여 유동을 해석 후 공력저항을 계산하였고, 유동장 변화가 거의 없는 나머지 지역에 대하여는 1차원 격자를 사용하여서 터널 내 압력파 문제를 확인하였다. 유동은 비정상상태로 해석되었고 Solver는 사용툴인 Ansys vr. 12.0을 사용하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.758-765
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• 2016

본 논문은 터널 환경 측정 시스템 개발 및 측정 I -개발 시스템 및 지하철터널 측정- [1]의 후속논문이다. 일반적인 철도터널 형태를 보이는 20.3 km 연장의 고속철도 복선터널인 금정터널에 환경측정장치를 설치하여 약 1년간 환경 측정한 결과에 대하여 논하였다. 월별 터널 내의 온도 및 상대습도에 대하여 측정한 결과를 분석하였으며, 겨울과 여름의 특정 일을 선택하여 측정결과를 분석하였다. 월별 온도의 경우, 터널 내부의 온도가 여름에는 외기의 온도와 거의 유사하였으나, 겨울에는 현저하게 높았다. 지중 온도가 연중 일정한 상황에서 여름에는 터널이 외기의 영향을 많이 받아 외기와 유사한 온도를 나타냈으나, 겨울에는 지열과 열차에서 발생하는 열 등에 의해 온도가 더 높은 것으로 보인다. 또한 측정장치의 설치 위치별 환경 특성에 대하여 분석하였다. 터널 내부에서는 외기와 바로 연결되어 있는 수직구와 사갱이 본선에 비하여 온도와 상대습도의 변화가 심하게 나타났는데, 이는 수직구와 사갱이 외기와 바로 연결되어 있어 외기의 영향을 더 많이 받기 때문이다. 이러한 분석 결과는 터널의 환기나 공기질 개선, 온열환경 개선 등의 연구에 폭넓게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 건설안전기술
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• 통권54호
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• pp.41-55
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• 2011

The current railway projects under plan, design, or construction have been designed as 'very long and deep underground tunnel'. Therefore, it is reasonable that the standards for preventing disaster in such conditions should be intensified in order to avoid repeating the same failure which happened in Daegu subway disaster, Although we consent to the opinion that nothing can compete with human being's life, it is very difficult to protect the life from all of potential disasters perfectly in railway fields because the excessive standards can result in excess construction cost, which can bring about cancelation of the project itself eventually. Therefore optimized disaster design standard is required to negotiate the conflict between economical cost and social tolerance limitation simultaneously.