• 대한토목학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.307-315
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• 2016

국내 외 기후변화 대응 체제의 강화에 따라 전 세계적으로 온실가스 감축을 위한 노력을 기울이고 있다. 건설 분야에서는 건축물을 중심으로 온실가스 저감을 위한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 온실가스 이외에 지구환경에 영향을 미치는 각종 오염물질을 고려한 종합적인 환경부하 저감을 위한 연구는 다소 부족하다. 이에 본 연구에서는 NATM터널을 대상으로 LCA (Life Cycle Assessment, 전과정 평가) 방법론을 이용하여 공종별 환경부하 특성을 분석하였다. 분석 결과, 라이닝콘크리트공, 숏크리트공, 갱문 및 개착터널 등 7대 공종이 NATM터널의 주요 환경부하 공종으로 나타났으며 전체 환경부하량의 89.22%를 차지하는 것으로 나타났다. 또한 대표공종들의 연장(m)당 환경부하량을 산정하여 비교 분석한 결과 개착구간에 해당하는 갱문 및 개착터널 공종의 환경부하량이 가장 큰 것으로 나타났으며, 전체 터널 구간을 대상으로 할 경우 라이닝콘크리트공과 숏크리트공에서 환경부하량이 많이 발생하는 것으로 분석되었다. 본 연구의 결과는 설계초기단계에서 환경부하 대표공종의 물량을 개략적으로 산출하여 전체 환경부하량을 추정하는 모델 개발 시 활용할 수 있을 것으로 판단되며, 향후 친환경 SOC건설을 위한 환경부하 관리방안을 수립하는데 큰 역할을 할 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제19권1호
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• pp.19-30
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• 2009

비파괴 물리탐사 방법의 일종인 충격반향법 조사는 터널 구조물의 시공 중 품질관리 및 시공 후 구조물의 건전성을 파악하기 위한 안전진단 분야에 널리 사용되고 있다. 충격반향법은 특히 철근콘크리트로 시공된 라이닝에 대하여 라이닝의 두께나 터널 배면 공동 등 내부 상태를 파악하는데 가장 효과적인 비 파괴탐사 방법이다. 본 연구는 현장적용 사례 연구의 일환으로 철근 콘크리트 라이닝의 도로터널, NATM공법으로 시공된 지하철 터널, 재래식 공법으로 시공된 도로터널 등 구조 및 형식이 다른 여러 가지 터널에 대하여 충격반향법 조사를 실시하였다. 충격반향법 탐사 결과를 기존 설계도서, 코어링 자료 및 다른 탐사자료와 대비하였을 때 서로 잘 일치하였고 충격반향법 탐사결과의 신뢰도를 확인할 수 있었으며, 시간-주파수 분석은 구조물 내부 특성에 대한 추정을 보다 용이하게 하였다. 1차원적인 한 지점에서의 수직하부 정보를 구하는 통상적인 주파수 영역에서의 충격반향법 자료해석과 더불어 2차원적인 심도단면도를 구하는 탐사법 적용은 구조물을 보다 정확하게 영상화할 수 있기 때문에 구조물 내부에 대한 신뢰도 높은 정보 파악이 가능하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.109-128
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• 2022

시설물안전법에 의한 터널의 정밀안전진단은 세부지침에 의거하여 수행되나, 현재의 TBM터널 세그먼트라이닝 평가체계에는 유압잭 사용의 장비특성, 세그먼트를 고려한 외관조사, 건전도를 위한 비파괴 시험방법 등의 결함특성을 반영하지 못하는 한계를 지닌다. 시설물정보관리시스템에 등재된 TBM터널은 1% 미만이지만 다중이용시설 및 국가 중요시설의 사용을 감안하여 많은 유지관리가 필요하다. 발파로 굴착하며 터널 축을 따라 6~12 m의 라이닝을 연속하여 현장 타설하는 NATM터널과 비교하여 TBM터널은 디스크커터와 커터비트가 달린 원형의 회전판을 회전하여 굴진하며 공장 제작된 폭 1.2~1.4 m 세그먼트를 조립하여 구조체를 형성한다. TBM터널에 대한 정확한 평가를 위해서는 설계, 시공, 운용단계의 특징이 고려되어야 한다. 11개 구간에서 운용중인 국내 지하철 TBM터널의 결함특성을 유형별로 분석하였으며 TBM터널 세그먼트라이닝의 공통된 결함 특성 이외에 특수한 결함에 대해서는 해외 논문 연구내용을 발췌하여 이해를 돕고자 하였다. 균열과 누수는 위치 및 형상에 따라 7가지 유형으로 구분하였으며, 박락 및 파손과 부식에 대해서는 3가지 유형으로 구분하여 분석하였다. 향후 설계, 시공의 피드백과 유지관리에 도움이 되고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권7호
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• pp.35-45
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• 2011

본 연구에서는 콘크리트 라이닝의 설계개념을 명확히 정립하여 라이닝뿐만 아니라 주지보재의 경제적인 설계 및 시공이 가능토록 하기 위하여, 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반이완하중을 Terzaghi의 이론적 방법과 수치해석 방법을 이용한 다양한 해석방법에 따라 비교하였다. 그리고 풍화토, 풍화암에서의 각지 다른 지반조건과 측압계수($K_0$) 변화에 따른 터널 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반이완하중을 비교 분석하였다. 본 연구 결과, Terzaghi의 지반이완하중은 수치해석 결과보다 다소 크게 나오는 경향이 있었고 풍화암보다 풍화토에서 다소 큰 지반이완하중이 산정되었다. 또한, 측압계수가 증가할수록 터널 라이닝에 미치는 단면력은 Terzaghi의 이론식을 사용 시 측압계수가 증가할수록 감소하는 반면 수치해석 방법을 사용 시 그 증감 영향은 미미하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.267-278
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• 2012

본 논문은 신형식 사각 격지지보의 구조 성능 평가를 다룬다. 지금까지 NATM 공법을 이용한 터널 시공 시 콘크리트 라이닝 시공 전까지 터널 배면을 지지하는 구조체로서 H형 단면 강지보 및 삼각 격자지보가 주로 사용되었다. H형 단면 강지보는 동일 단면 높이를 갖을 때 삼각 격자지보보다 우수한 휨 성능을 보이지만, 단면이 복부판 및 플랜지로 구성되어 있어서 숏크리트 타설 후 콘크리트 라이닝 내부에 배면 공동이 많이 발생한다. 이를 해소하기 위해 개발된 삼각 격자지보는 숏크리트와 우수한 부착성을 보이나 부재와 부재 간 용접부에서의 파손이 빈번하게 발생한다. 이러한 문제점을 개선하기 위해 사각 격자지보가 개발되었고, 본 논문에서는 유한요소해석 및 하중재하실험을 통해 사각 격자지보의 구조 성능을 객관적으로 분석하였다. 해석연구에서는 강지보의 일반적인 성능평가방법인 4점 재하 휨 하중 해석을 수행하였고, 여기에 더하여 아치 해석을 통해 아치의 항복 하중 및 좌굴 하중 역시 검토하였다. 4점 재하 휨 하중 실험을 통해 사각 격자지보의 극한 상태 하중을 분석하였고, 기존의 격자지보에서 문제되었던 부재 간 접합부의 파손 여부를 검토하였다. 이렇게 해석 및 실험을 통해 신형식 사각 격자지보의 주요한 구조 성능을 평가하였고 이를 기존 격자지보와 비교하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.1-11
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• 2013

강섬유 보강콘크리트는 NATM 터널의 숏크리트와 세그먼트 등 라이닝에 주로 적용된다. 터널화재시 라이닝은 화재에 직접적으로 노출되기 때문에 고온노출시 SFRC의 성능변화는 매우 중요하다. 본 연구에서는 고온에 노출된 강섬유보강콘크리트의 인장성능을 DPT 실험을 통하여 검토하였다. 고온 노출온도, 강섬유 혼입률 및 종류가 파괴형태, DPT 인장강도, 실험의 변동계수에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과, 강섬유 보강으로 인한 잔존인장강도의 증가를 확인하였으며, 혼입률이 증가할수록 효과적임을 확인하였다. 그러나, DPT 인장강도는 고온노출로 인한 파괴면의 변화를 고려할 수 없기 때문에 파괴에너지의 고찰이 필요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.23-31
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• 2003

최근 NATM 터널 현장타설 콘크리트 라이닝의 시공성 향상과 균열에 따른 유지관리비 절감을 위해 양질 암반의 배수형 터널 시공에 있어서는 숏크리트만으로 라이닝을 대체하려는 영구지보 개념의 터널시공 (Single-Shell Tunnel, NMT 등)이 세계적으로 증가하고 있는 추세이다. 이러한 영구지보 개념의 터널 시공을 위해서는 고성능 숏크리트의 개발이 선결되어야 하며, 이러한 목적에서 본 논문에서는 조강시멘트와 최근 주목받고 있는 환경친화적인 alkali-free 급결제의 조합을 통해 고성능 숏크리트의 개발 가능성을 확인하였다. 그 결과, 보통시멘트(OPC)를 사용한 숏크리트보다 약 25%의 높은 초기강도를 확보하였으며, 용수부에서도 뛰어난 부착특성을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.79-88
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• 2012

본 연구에서는 Terzaghi 수정표, Terzaghi 이론식과 본 논문에서 제안하고자 하는 지반-라이닝 상호 작용(Groundining Interaction) 모델을 적용하여 다양한 암반등급, 토피고 및 측압계수($K_0$)의 변화에 따라 콘크리트 라이닝에 작용하는 이완하중의 영향을 비교분석 하였다. 본 연구 결과, Terzaghi 수정표는 토피고와 측압계수의 영향을 반영할 수 없었으며 Terzaghi 이론식은 토피고와 측압계수의 영향은 적으며 연암 및 토사지반에서만 적용이 가능하였다. 지반-라이닝 상호작용(G.L.I) 모델은 다양한 암반등급에서 적용 가능할 수 있었으며 토피고와 측압계수의 영향까지도 고려할 수 있었다. 특히, G.L.I 모델은 Terzaghi 방법에 비해 풍화토 지반에서 최대 약 30% 정도의 이완하중 감소효과가 있었으며, 특히 40m이하 저토피와 측압계수 1.0이상일 경우 효과가 높았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.39-48
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• 2016

본 연구에서는 세계적인 연구 추세인 2차 콘크리트 라이닝을 타설하지 않는 싱글쉘 터널을 도입함으로써 터널 시공 공기를 단축할 수 있으며, 라이닝 타설에 따른 공사비의 절감과 장기적인 터널의 안전성을 확보할 수 있는 다양한 장점을 지닌 싱글쉘 터널 공법에 대하여 연구하고자 하였다. 먼저 국내의 라이닝 삭제와 관련된 설계 및 시공 사례를 분석하였으며, 설계 및 시공 사례와 안정성 검토 결과를 종합적으로 분석한 결과 암반상태가 양호한 구간(1~3등급)에서는 라이닝을 미설치하는 것으로 제안하였다. 국내의 경우 지층의 변화가 매우 심한 지반조건이 많으므로 싱글쉘에 의한 터널링 방법은 가능한 지반조건이 양호하고 용수개소가 적은 지반에서 적용하는 것이 바람직 하나, 일반적인 터널 구조물의 후보지의 경우에는 여러 가지 암종 및 암반상태가 교차하여 장기적으로 안정성 확보가 곤란한 경우에는 싱글쉘보다는 철근콘크리트 개념을 적용한 NATM 방법이 합리적일 것으로 판단된다. 즉 지반조건이 불량한 구간(4~5등급)에 대하여는 콘크리트 라이닝을 반영하는 것이 합리적일 것으로 판단된다. 최근의 설계기준 개정 방향과 세계적으로 라이닝 삭제에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있는 상황이므로 시공성 및 경제성 개선 등을 고려한 라이닝 삭제 방안이 점차 대두되고 있으므로 합리적이고 공학적인 설계 기준을 구축하기 위한 지속적인 연구가 이루어져 할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.13-18
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• 2004

본 연구는 유한차분법을 이용하며 변위 및 응력에 1차 적인 영향을 주는 매개변수를 구축하였으며 이를 이용하여 기존 원심모형 실험값 중 천단변위, 내공변위 결과를 수치해석상결과와 비교하였고, 모형실험에서 다양하게 구현할 수 없었던 응력, 라이닝 설치의 시간적 효과를 고려하여 강성의 차이에 따른 매개변수연구를 수행하였다. 연구결과 3차원 해석을 통한 대구경강관 그라우팅의 보강물성치는 원지반 강성의 8배인 E=4,000tf/m2일때 개략적인 지반보강효과가 발현되는 것으로 확인되었다.