• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.259-267
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• 2002

연약 지반에 건설되는 지하철, 철도, 도로 등의 터널은 터널자체의 안정성을 향상시키고 지표침하로 인한 인접구조물의 안정성을 확보하기 위하여 UAM(Umbrella Arch Method)이 많이 적용되고 있다. 그러나 이 공법은 현장 시공사례를 통한 경험적인 방법에 의해 설계와 시공이 이루어지고 있어 체계적인 설계.시공방법과 보강효과를 정량적으로 판단할 수 있는 방안이 요구된다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 지반의 탄성계수와 지층두께에 대한 매개변수 연구를 수행하였으며, UAM의 보강효과를 변위에 대해 정량적으로 분석하였다. 그 결과, UAM 적용시 토사지반의 터널은 9%~27%, 풍화암지반의 터널은 4%~24% 그리고 연암지반의 터널은4%~17%의 지표침하량이 감소하였다. 또한, 지반의 탄성계수와 지층두께에 대해 회귀분석을 실시하여 최대 지표침하량(S$_{max}$)과 미지계수 i, k로 표현되는 지수함수 형태의 횡방향 지표침하량 예측식을 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.75-89
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• 2014

최근 세계 여러 나라에서는 지하공간의 활용이 증가하고 있다. 특히, 저심도 굴착의 경우 대부분 개착식 굴착공법을 적용하는데, 극심한 교통 체증 및 인접구조물의 불안정 등의 문제가 발생될 수도 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 저토피 토사구간에서 충분한 안정성을 확보하고 공사기간을 최소화하며 터널을 굴착할 수 있는 M-CAM공법(Modified Cellular Arch Method)이 제안되었다. 본 연구에서는 M-CAM공법 적용 시 주열식 수직연속벽체(Continuous Pile Wall, CPW)의 규격 및 지반조건이 터널 거동에 미치는 영향을 파악하기 위해 민감도분석을 수행하였다. 우선 터널의 안정성에 영향을 주는 매개변수로는 수직연속벽체의 근입깊이, 직경, 측압계수 그리고 지반상태를 선정하였다. 한편 수치해석을 위해서, 유한차분법에 기초를 둔 FLAC 2D가 이용되었다. 본 연구결과 수직연속벽체의 규격 중 근입깊이가 터널 안정성에 가장 큰 영향을 주는 것을 확인되었다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2005년도 제21회 발표논문집
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• pp.62-70
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• 2005

This paper presents the results of a study carried out on the diversity of the living microorganisms colonizing the inside of Gyeongjuseokbinggo(Treasures 66) and their effect on the substrate. The inner walls and the arch were first examined with the unaided eye. Green thick mats of algae and microorganisms covered the great part of the walls. For the laboratory research this green biogenic layer and the next soil layer were collected by scraping the walls and the arch under aseptic conditions. The material was then cultured in laboratory. In result, many different species of bacteria, fungi, algae, cyanobacteria and actinomycetes were isolated from the samples.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권4호
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• pp.47-60
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• 1996

고전 토압이론 중에서 Coulomb 및 Rankine토압이론식을 실무에 주로 사용되고 있는데, 이 들에 의한 토압은 삼각형 분포로 간주하고 있다. 그러나 Terzaghi(1934), Tsagreli(1967), Fang & Ishibashi(1986) 등에 의한 실험결과에서 토압은 삼각형 분포가 아님이 밝혀졌다. 본 연구에서는 흙으로 뒤채움된 지표면이 경사지며, 강성옹벽의 뒷면이 경사진 일반적인 경우에 적용할 수 있는 토압이론식이 아취개념을 사용하여 새로이 제안되었다. 새로이 제안된 이론식에 의한 계산결과는 기존 이론들에 의한 것들과 비교되었으며, 이 이론식에 의하여 토압에 영향을 미치는 요소들을 분석하였다. 비교 및 분석결과를 보면, 전주동토압은 새로이 제안된 이론식에 의한 값이 기존이론에 의한 값들과 잘 일치하였다. 그러나 Rankine이론에 의한 전토압 은 비교된 기타 이론들에 의한 값과 상이하였다. 그리고 작용점 위치(h)는 삼각형 분포의 중심 위치인 0.33이 아니라 옹벽 뒷면의 경사각,뒤채움 지면의 경사각, 흙의 내부마찰각 및 부착력에 의하여 주로 지배되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.15-27
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• 2001

본 연구에서는 유한요소해석을 통해 파형강판 암거의 단면력(압축력, 휨모멘트) 계산식을 제안하였다. 3단계의 시공과정(정점부까지의 뒷채움, 토피고까지의 뒷채움, 활하중 재하)에 대해 지반-구조물 상호작용을 고려한 거동분석으로부터 최대 압축력 및 최대 휨모멘트 발생조건을 도출하였고, 이러한 거동분석 결과와 반원 아치구조에 대한 Castigliano 제2정리의 적용으로부터 단면력식의 형태를 제안하였다. 또한, 최대 압축력 및 최대 휨모멘트를 유발하는 조건하에서 다양한 기하형태와 지반-구조물의 상대강성을 고려한 유한요소해석 결과로부터 제안된 단면력식을 구성하는 계수를 결정하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.829-834
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• 2009

Alluvial soil is one of the most difficult grounds for tunneling works due to the insufficient ground strength and excessive ground water inflow. Dduk island in Seoul has a wide alluvium developed by two rivers, Han and Jung-Ryang. Subway tunnel of $\bigcirc\bigcirc$ line planed across Dduk island has highly poor ground conditions due to small cover and deeply developed alluvium. Moreover, much part of this tunnel is located parallel to the bridge foundations of another railway with a small horizontal distance. Original design was done in 2002 and construction has been in progress. During the construction, tunnel design has been partly changed and adjusted for the complex ground condition and the demand from related organizations. This paper intend to introduce the urban tunnel design and construction in alluvial soils. This line could be divided three sections(A, B, C) according to ground and adjacent conditions. Section A is featured by mixed tunnel faces consisted with alluvial soils and weathered or weak rocks. The feature of section B is that tunnel underpasses near the bridge foundations of another subway. Lastly, section C with a very short length is the most difficult construction conditions due to the small cover, poor ground, obstacles on and underneath ground surface.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권1호
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• pp.57-68
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• 2024

Tunnels offer myriad benefits for modern countries, and understanding their behavior under loads is critical. This paper analyzes and evaluates the damage to buried horseshoe tunnels under soil pressure and traffic loading. To achieve this, a numerical model of this type of tunnel is first created using ABAQUS software. Then, fracture mechanics theory is applied to investigate the fracture and damage of the horseshoe tunnel. The numerical analysis is based on the damage plasticity model of concrete, which describes the inelastic behavior of concrete in tension and compression. In addition, the reinforcing steel is modeled using the bilinear plasticity model. Damage contours, stress contours, and maximum displacements illustrate how and where traffic loading alters the response of the horseshoe tunnel. Based on the results, the fracture mechanism proceeded as follows: initially, damage started at the center of the tunnel bottom, followed by the formation of damage and micro-cracks at the corners of the tunnel. Eventually, the damage reached the top of the concrete arch with increasing loading. Therefore, in the design of this tunnel, these critical areas should be reinforced more to prevent cracking.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.261-277
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• 1999

고랑형태로 좁게 굴착된 되메움 공간에 대한 수평 및 연직 토압은 굴착면과 되메움 흙과의 벽면마찰 및 고랑식 되메움공간의 형상에 따라 그 영향을 받는다. 본 연구에서는 대칭수직 굴착면에 대한 Handy의 제안식 및 대칭경사굴착면에 대한 Kellogg의 식을 수정하여 비대칭 굴착형상의 되메움 공간에 대한 수정식과 최소주응력아치 형태를 나타내어 보였다. 수정된 식은 모형토조 실험결과와 비교하였을 때 되메움 토압의 크기, 분포 등 그 경향이 매우 유사하였으며 비대칭으로 경사진 공간에서의 되메움 토압이 대칭적으로 수직하게 굴착된 공간에서의 토압보다 2배 이상의 큰 크기와 현저한 아칭현상의 저하를 보였다. 본 연구와 유사한 현장의 구조물에 미치는 토압을 산정할 때 되메움 공간의 형상 및 크기 등을 고려한 토압산정식이 적용되어져야 할 것으로 확인되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.57-64
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• 2003

좁고 길게 굴착된 고랑형태의 되메움 지반의 토압에 관한 해석에 널리 사용되어져 오던 Marston(1913), Spangller(1982) 이론은 R.L. Handy(1985)가 굴착벽면과 되메움 흙과의 상호작용에 의한 최소주응력의 고리를 연결한 최소주응력 아치로서 표현함으로 보다 명확한 설명이 가능하게 되었다. 이후 C.G. Kellogg(1993)는 지금까지 주로 수직하게 대칭된 공간만을 대상으로 논의 되오던 되메움 공간형태를 경사지게 대칭된 공간형태에 대하여 연구를 확장하였다. 발표된 C.G. Kellogg(1993) 이론식은 이론식의 도출 과정에 있어 경사 벽면의 마찰저항이 아닌 경사단면 저부에서 연직한 되메움 흙 자체의 내부 마찰의 크기로서 가정하였다. 본 연구는 C.G. Kellogg가 적용한 경사단면 저부에서 연직한 면의 마찰저항은 경사진 단면에서의 마찰저항과는 다른 크기를 갖을 것이며 이 크기는 토압 산출에 영향을 미칠것으로 판단되어 이를 실내모형 토조실험, C.G Kellogg(1993) 이론식, 수치해석, 실제 경사벽면에 미치는 마찰저항을 고려한 수정된 C.G. Kellogg 이론식으로 규명하고자 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권3호
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• pp.253-266
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• 2021

The sufficient early strength of primary support is crucial for stabilizing the surroundings, especially for the tunnels constructed in soil. This paper introduces the Steel-Concrete Composite Support System (SCCS), a new support with high bearing capacity and flexible, rapid construction. The bearing characteristics and construction performance of SCCS were systematically studied using a three-dimensional numerical model. A sensitivity analysis was also performed. It was found that the stress of a π-shaped steel arch decreased with an increase in the thickness of the wall, and increased linearly with an increase in the rate of stress release. In the horizontal direction of the arch section, the nodal stresses of the crown and the shoulder gradually increased in longitudinally, and in the vertical direction, the nodal stresses gradually decreased from top to bottom. The stress distribution at the waist, however, was opposite to that at the crown and the shoulder. By analyzing the stress of the arch section under different installation gaps, the sectional stress evolution was found to have a step-growth trend at the crown and shoulder. The stress evolution at the waist is more likely to have a two-stage growth trend: a slow growth stage and a fast growth stage. The maximum tensile and compressive stresses of the secondary lining supported by SCCS were reduced on average by 38.0% and 49.0%, respectively, compared with the traditional support. The findings can provide a reference for the supporting technology in tunnels driven in loess.