• 한국지반공학회논문집
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• 제39권10호
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• pp.19-26
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• 2023

콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 기초지반을 통한 침투량 예측 방법을 제시하기 위해 침투량에 영향을 주는 수위, 댐 크기, 투수계수 등 다양한 조건을 고려한 수치해석을 실시하였다. 기초 그라우팅과 침투량의 관계에서는 그라우팅 재료의 투수계수와 암반 투수계수의 적정성이 침투량에 영향을 미치는 중요한 인자로 작용하였다. 또한 수치해석 결과 침투량이 초기에는 급격히 감소하다가 댐 면적이 증가함에 따라 완만하게 감소하는 경향을 보였다. 연구 결과를 통하여 다양한 매개변수를 고려한 수치해석 입력인자 및 결과가 댐의 설계 시 중요한 기초자료로 활용할 수 있으며 운영 및 유지관리 단계에서 합리적인 댐의 침투량을 산정하는 방법으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.3-11
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• 2003

터널 시공 시 막장의 안정은 주요 관심사이다. 그러나, 터널 지보재에 비해 상대적으로 터널 막장의 안정성 문제는 그리 많은 연구가 이루어지지 않은 실정이다. 또한 지하수위 하에서 터널 시공 시 터널 내로 지하수 흐름에 의해 발생된 침투수력은 막장의 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 요소를 고려하여 터널 막장의 안정성을 평가하였다. 하나는 극한이론 중 상한치 이론으로 산출된 유효응력이며, 다른 하나는 정상류 흐름조건에서 수치해석으로부터 산출된 침투수력이다. 열악한 지반조건에서 터널 시공 시 터널의 안정과 인접 구조물의 손상을 방지하기 위해 보조공법이 적용된다. 강관 다단 그라우팅 공법은 근래 국내에서 적용되고 있는 보조공법 중의 하나이다. 본 논문에서는 강관 다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정성도 함께 평가되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권3호
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• pp.331-338
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• 2022

Face stability analyses provides the most probable failure mechanisms and the understanding about parameters that need to be considered for the evaluation of ground movements caused by tunneling. After the Upper Bound Method (UBM) solution which can consider the influence of seepage forces and depth-dependent effective cohesion is verified with the numerical experiments, the probabilistic model is proposed to calculate the unbiased limiting tunnel collapse pressure. A reliability analysis of a shallow circular tunnel driven by a pressurized shield in a frictional and cohesive soil is presented to consider the inherent uncertainty in the input parameters and the proposed model. The probability of failure that exceeding a specified applied pressure at the tunnel face is estimated. Sensitivity and importance measures are computed to identify the key parameters and random variables in the model.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.866-873
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• 2009

CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam) has been world-widely constructed due to a lot of advantages compared with rockfill dam and recently, sand/gravel materials, instead of crushed rock materials, are also utilized as a main rockfill material to overcome geological and environmental problems. In this paper, the process of water infiltration into the originally unsaturated sand/gravel-fill dam is studied using two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory. According to the results of seepage analysis, if the effective drainage zone is installed in the dam, the reservoir water infiltrate into the dam along a downward flow path towards the lower drainage area. The main body constructed with sand/gravel materials, therefore, remains unsaturated.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.836-841
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• 2008

CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam) has been world-widely constructed due to a lot of advantages compared with rockfill dam and recently, sand/gravel materials, instead of crushed rock materials, are also utilized as a main rockfill material to overcome geological and environmental problems. In this paper, the process of water infiltration into the originally unsaturated sand/gravel-fill dam is studied using two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory. According to the results of seepage analysis, if the effective drainage zone is installed in the dam, the reservoir water infiltrate into the dam along a downward flow path towards the lower drainage area. The main body constructed with sand/gravel materials, therefore, remains unsaturated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.165-172
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• 2001

본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제35권6호
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• pp.571-580
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• 2023

During EPB shield tunnelling, construction speed and safety are severely affected by spewing. In this study, a theoretical seepage model is established to capture of the effects of screw conveyor geometry and turbulent flow on spewing. Experimental test results are used to verify the proposed theoretical seepage model. It is found that the seepage is greatly affected by the length of screw conveyor and soil permeability. The proposed model can increase the screw conveyor length and reduce soil discharge sections simultaneously, the permeability of treated muck thus decreases by one order of magnitude. By using the proposed theoretical seepage model, the criterion of critical soil permeability used to identify spewing is proposed. When the water head applied at tunnel face reaches 40 m and 50 m, the critical permeability coefficients of treated muck should be less than 10^-5 m/s and 10^-6 m/s to avoid spewing. For a given permeability coefficient of soil, the water flow rate is overestimated if structural characteristics of screw conveyor is not considered. Consequently, the occurrence of spewing is greatly overestimated, which increases construction cost substantially.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.2773-2778
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• 2012

콘크리트댐 하부지반에서의 침투시 유선망 특성을 파악하고자 다양한 흐름조건에 대하여 유한차분식을 정식화하고 해석에 적용하였다. 댐하부에 차수벽이 없는 경우 불균질 지반에서의 등수두선에 있어서는 투수계수가 상대적으로 큰 영역에서 등수두선의 경사가 크게 된다. 댐하부지반의 좌측에서 우측으로의 침투에 있어 차수벽을 댐의 중앙 하부와 좌측 끝단 하부에 설치하는 경우에 대하여 침투해석을 실시하였다. 해석결과를 통해 볼 때 하류측 차수벽면을 따르는 흐름에 있어 차수벽을 좌측에 설치한 경우의 유속이 차수벽을 중앙에 설치한 경우의 유속에 비하여 감소함을 알 수 있고 차수벽 우측지반내의 흐름에 있어서는 차수벽을 좌측에 설치한 경우의 유선이 상대적으로 수평선에 가깝다.

• 자원환경지질
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• 제40권2호
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• pp.209-221
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• 2007

본 연구에서는 중금속으로 오염된 토양이나 자갈을 댐 축조 재료로 사용할 경우 주변 환경에 미치는 영향을 파악하기 위하여 댐 침투수와 오염물 거동에 대한 수치 모의를 실시하였다 두 가지 상용 프로그램(SEEP2D 와 FEMWATER)을 이용하여 침투수 분석을 수행하였으며, 결과를 상호 비교 분석함으로써 수치 모의의 신뢰성을 획득하였다. 특히 오염된 댐 축조재료로 인한 환경적 안정성을 검토하기 위하여 세 가지 시나리오, 즉 댐체에 균열이 없는 경우(시나리오 1), 댐의 차수벽 역할을 하는 표면 콘크리트 슬래브 상부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 2), 댐체 하부 즉 프린스와 콘크리트 슬래브와 접촉부에 균열이 발생하는 경우(시나리오 3)에 대하여 각각 수치 모의를 실시하였다. 침투수 해석 결과, 슬래브 상부에 균열이 있는 경우, 즉 시나리오 2에서 계산된 단위폭당 침투수량은 $14.311\sim14.924m^3/day$으로 다른 경우에 비해 약 1,000배 큰 값을 보였다. 또한 FEMWATER프로그램을 사용하여 오염물 거동을 수치모의하였다. 오염물질이 지속적으로 침출되어 나오는 상황을 고려하여 주축조구역은 농도 13ppb가 지속적으로 유지되도록 초기조건을 설정하였다. 오염물 거동분석 결과 시나리오 1에서 2ppb 정도의 오염물이 댐체 하류 부분에 도달하는데 걸리는 시간은 최소 55,000년이었으며, 시나리오 2의 경우 약 50년 정도, 마지막으로 시나리오 3의 경우 27,000년이였다. 댐체 상부에 균열이 발생한 경우는 댐에 균열이 발생하지 않은 경우보다 약 500배 이상 빠른 유속이 나타나기 때문에 오염물도 균열이 발생하지 않은 경우에 비해 상당히 빠르게 퍼져나가는 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로 슬래브 상부에 균열이 발생한 경우 100년 이내에 댐체 하부천 2ppb 이상의 오염물이 전달될 가능성이 있음을 확인하였지만, 균열이 없거나 슬래브 하부에 균열이 발생한 경우에는 오염물이 외부로 이동될 가능성이 거의 없었다. 따라서 콘크리트 슬래브에 대한 지속적인 유지 관리로 균열 발생을 적절히 제어할 수 있다면, 본 연구에서 제안한 오염된 사력재의 CFRD 내부 축조재료로의 활용은 고려 가능한 대안이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.10-19
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• 2008

대부분의 터널 침수사고는 파쇄대나 단층대 등과 같은 큰 투수성을 가진 구간에서 발생하는 막대한 용수와 관련이었다. 침수사고의 원인과 대책을 알아보기 위해 시공중 사고 사례를 연구하였으며, 사례분석 결과 침수가 사전에 예측되고 터널 굴착 전에 사전 배수가 이루어진다면 이러한 사고는 충분히 방지할 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 분석 결과에 의하여 이 연구에서는 사전 지반조사와 사전 배수 개념에 의한 새로운 수평 배수 시스템을 제안하였다. 해저터널 시공중에 배수관에 의한 터널 막장의 수압 감소 효과를 분석하기 위해 침투류 해석을 실시하였으며, 배수 시스템의 성능을 분석하기 위해 배수 시스템 분석을 실시하였다. 해석 결과 제안된 사전 배수 시스템이 명백한 배수와 수압감소 효과를 나타났다. 따라서 이 시스템은 해저 터널에 적용되는 기존의 배수 시스템에 대한 대안으로 적용하는 것이 충분히 가능하다.