• Earthquakes and Structures
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• 제17권4호
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• pp.411-424
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• 2019

In this study, a numerical model of a shield tunnel with an assembled segmental lining was built. The seismic response of the segmental lining of the section of the shield tunnel in Line 1 of the Chengdu Metro is analyzed as it passes through the interface of sand-cobble and mudstone layers. To do so, the node-stress seismic-motion input method was used to input the seismic motion measured during the 2008 Wenchuan earthquake, and the joint openings and dislocations associated with the earthquake action were obtained. With reference to the Ethylene-Propylene-Diene Monomer (EPDM) sealing gaskets used in the shield tunnels in the Chengdu Metro, numerical simulation was applied to analyze the contact pressure along the seepage paths and the waterproof property under different joint openings and dislocations. A laboratory test on the elastic sealing gasket was also conducted to study its waterproof property. The test results accord well with the numerical results and the occurrence of water seepage in the section of the shield tunnel in Line 1 of the Chengdu Metro during the 2008 Wenchuan earthquake was verified. These research results demonstrate the deformation of segmental joint under earthquake, also demonstrate the relationship between segmental joint deformation and waterproof property.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3052-3060
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• 2013

기존 구조물에 근접하여 터널을 계획 할 때 상부 토괴하중 및 근접 구조물의 작용하중에 따른 이완영역의 범위를 고려하여 구조물 설치 가능범위 및 터널의 보강패턴을 제시하는 안전영역이 제시되고 있다. 그러나 이 안전영역에 대해서는 기존 구조물과의 이격 거리와 하중 조건 등에 대한 규정이 명확하지 않고 지층조건, 근접 구조물의 위치 및 작용하중 조건 등에 따라 안전영역이 달라질 것이지만 이에 대한 이론적 검증이 없는 실정이다. 본 연구에서는 터널굴착을 파악하기 위해 인한 지반 및 구조물의 거동을 2차원 및 3차원 수치해석을 수행하였으며 근접 구조물의 위치, 지반변형계수의 변화에 따른 터널의 안전영역과의 상관관계 및 적정성을 평가하였다. 안전영역의 범위는 지반변형계수가 높을수록 크게 나타나고 있으며 재평가된 안전영역 다이아그램에서 제약조건 아래 시공 가능영역은 전단파괴선이 스프링라인 하부의 인버트 연장선에서 나타나 안전영역이 상당히 확대되는 것으로 나타나고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.495-507
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• 2023

지속해서 논의 중인 한일 해저터널 건설과 관련해 단층대에서 일어날 것으로 예상되는 대규모 지반 변위에 따른 터널의 변형에 대한 연구가 필요하다. 이 연구는 고무 재료 기반 면진라이닝에 관한 수치해석 결과를 제시한다. 변형 구배를 산정하기 위해 사용자정의 서브루틴을 이용했다. 또한 극 분해를 통해 데이터를 분석하였으며, 주 신축 방향으로 정렬된 여러 평면 좌표계를 이용해 데이터를 도시하여 재료 변형에 대한 심층적인 이해를 얻을 수 있었다. 터널 기술자는 초탄성 재료의 변형 관련 연구에 이 연구를 참고할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제9권2호
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• pp.149-157
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• 1999

불연속 변형 해석법(Discontinuous Deformation Analysis Method)은 1988년에 Shi에 의해 개발되었으며, 암반-구조물 상호작용 모델링에 매우 효율적인 해석법이다. 이 해석법에서 암반은 유한하고 변형가능한 블록으로 간주되며, 암반의 대변형 및 이동이 가능하다. 그 후, DDA 방법에 대한 여러가지 보완사례가 발표되었으나, 균열이 발달한 암반의 지표 또는 지중 굴착 모델링에 긴요한 지하수-암반블록 상호작용 모델링은 불가능하다. 본 논문에서는 암반 블록 사이의 수리 력학적 커플링을 고려하기 위한 새로운 방법이 제시된다. 또한, 이 방법이 보완된 새로운 DDA해석법의 적용 예가 제시된다. 본 연구결과 암반 균열 사이를 흐르는 지하수는 터널의 안정성에 나쁜 영향을 미친다는 사실이 확인되었다.

• Wind and Structures
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• 제25권3호
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• pp.215-232
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• 2017

Wind tunnel tests and numerical aerodynamic analyses were conducted for an integrated catwalk structure under strong winds. From the wind tunnel tests, it is found that the aerodynamic coefficients were different from those of the typical type. The drag coefficient was larger than typical and was sensitive to number of vertical meshes installed rather than the solidity ratio. Comparing with typical catwalk, the integrated one showed larger deformation under strong wind, and the large torsional deformation are mainly caused by drag force. It did not show aerodynamic divergence even the torsional deformation reaching $20^{\circ}$. The reason could be that the stiffness is smaller and thus the catwalk is able to deform to the shape compactable with higher loading. Considering safety for construction, storm rope system is introduced to the catwalk to reduce the deformation to acceptable level.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1142-1147
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• 2004

In this study, two damage detection techniques are applied to the railway tunnel liner based on the static deformation data. Models based on uniform reduction of stiffness and smeared crack concept are both employed, and the efficiency and relative advantage are compared with each other. Numerical analyses are performed on the idealized tunnel structure and the effect of white noise, common in most measurement data, is also investigated to better understand the suitability of the proposed models. As a result, model 1 based on uniform stiffness reduction method is shown to be relatively insensitive to the noise, while model 2 with the smeared crack concept is proven to be easily applied to the field situation since the effect of stiffness reduction is rather small. Finally, real deformation data of a rail tunnel in which health monitoring system is in operation are introduced to find the possible damage and it is shown that the prediction shows quite satisfactory result.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권1호
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• pp.41-58
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• 2016

This paper focuses on the deformation behavior of tunnels crossing a weak zone in conventional tunneling. A three-dimensional finite element model was adopted that allows realistic modeling of the tunnel excavation and the support installation. Using the 3D FE model, a parametric study was conducted on a number of tunneling cases with emphasis on the spatial characteristics of the weak zone such as the strike and dip angle, and on the initial stress state. The results of the analyses were thoroughly examined so that the three-dimensional tunnel displacements at the tunnel crown and the sidewalls can be related to the spatial characteristic of the weak zone as well as the initial stress state. The results indicate that the effectiveness of the absolute displacement monitoring data as early warning indicators depends strongly on the spatial characteristics of the weak zone. It is also shown that proper interpretation of the absolute monitoring data can provide not only early warning for a weak zone outside the excavation area but also information on the orientation and the extent of the weak zone. Practical implications of the findings are discussed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.593-608
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• 2018

흙막이벽체 시공 중 버팀대에 문제가 발생하여 변형되거나 제 기능을 상실하게 되면 흙막이벽체에 과다한 변형의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 모형시험을 통해 시공 중 흙막이벽체의 버팀대 일부가 기능을 상실하게 되었을 때 흙막이 벽체의 거동특성 및 배면에 인접한 터널의 거동을 파악하고자 하였다. 연구 결과, 흙막이벽체의 변형으로 인해 배면지반의 토압이 재배치되고 지표변위를 발생시켜 인접한 터널의 변형에 영향을 미쳤으며, 터널에서 가장 가까운 측벽에 위치한 버팀대를 제거하였을 때 흙막이벽체 변형 및 터널변형이 가장 크게 나타났다. 터널의 위치에 따른 평균 전이토압은 터널 심도가 0.65D에서 2.65D로 깊어짐에 따라 평균 25.6% 증가하였으며, 흙막이벽체와 터널과의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가함에 따라 전이토압이 평균 16% 증가하였다. 버팀대 제거에 따른 흙막이벽체의 수평변위는 제거되는 버팀대 부근에 집중되는 경향을 보였으며 버팀대 제거위치가 하부로 내려갈수록 수평변위는 비선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 터널 내공변위는 토피고 1.15D, 수평거리 0.5D일 때 최대 내공변위가 발생하였고, 토피고 2.65D, 수평거리 1.0D에서 최소 내공변위가 발생하였다. 가상파괴면이 터널의 중심부를 통과하는 범위인 토피고 1.15~1.65D, 수평거리 0.5D에서 터널의 내공변위가 크게 증가하는 것으로 검토되었으며, 최대 내공변위와 최소 내공변위의 차이는 약 2배 정도 발생하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권5호
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• pp.405-418
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• 2020

Deep excavation may have impact on the adjacent tunnels. It is obvious that the excavation will adversely affect and even damage the existing tunnels if the induced deformation exceeds the capacity of tunnel structures. It hence creates a high necessity to predict tunnel displacement induced by nearby excavation to ensure the safety of tunnel. In this paper, a simplified method to evaluate the heave of the underlying tunnel induced by adjacent excavation is presented and verified by field measurement results. In the proposed model, the tunnel is represented by a series of short beams connected by tensile springs, compressional springs and shear springs, so that the rotational effect and shearing effect of the joints between lining rings can be captured. The proposed method is compared with the previous modelling methods (e.g., Euler-Bernoulli beam, a series of short beams connected only by shear springs) based on a field measured longitudinal deformation of subway tunnels. Results of these case studies show a reasonable agreement between the predictions and observations.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.25-32
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• 2001

Doosan Construction & Engineering Co., Ltd is building a railway tunnel beneath the Soo-Young River connecting MinLak Station and Centum City Station, a section 230, subway line 2, Pusan City, Korea. When completed the tunnel will have a finished inner diameter of 6.5m(21.311) throughout its total length of 840m(420m = 0.52 miles, Two Single Track Tunnel : 420m＋420m). The ground profile of the face toward shield machine is composed of multi layers, silty clay, clayey gravel, soft rock etc. This research paper is to predict ground deformation and variation of stresses around tunnel using Hyperbolic model, and to reflect the works on the next shield tunneling project. And this research paper is analyzed data of measuring instrument (such as settlement gauge, inclinometer, Multiple extensometer, etc.) which is installed along tunnel line for safety of tunnel. For calculations, the finite difference Method is applied. Backfill grouting material is supposed to have instantly strength of 10kg/$\textrm{cm}^2$ above, although its strength is available after 24 hours passed.