• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.23-35
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• 2018

최근 서울 및 대도심지에서는 도로함몰과 동공 같은 지반재해가 빈번히 발생되고 있다. 이에 따라 정부차원의 해결책으로 지하공간통합지도 제작에 관한 연구가 진행 중에 있다. 한편, 지하공간통합지도의 근간이 되는 지반정보는 국토지반정보 통합DB센터에 22만 공 이상의 시추공DB로 구축되어 있다. 이러한 지반정보를 토대로 3차원 지하공간통합지도를 구축하기 위해서는 지반정보의 정밀도 검증 및 평가를 통한 신뢰성 확보가 우선시된다. 이로 인해 기 구축된 지반정보 DB에 대한 정밀도 검증 및 평가에 대한 연구가 수행된 바 있으며, 최근에는 지반정보를 3차원으로 가시화하기 위한 지반정보의 정밀도 분석에 더불어 활용 방안에 대하여 검토된 바 있다. 본 연구에서는 이에 나아가 지반정보의 정밀도 향상 방안을 수립하여 선행 연구 결과를 토대로 신뢰성 있는 3차원 지하공간통합지도의 구축을 위한 지반정보의 정밀도 향상 모듈을 제시하고자 한다.

• 지질공학
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• 제18권1호
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• pp.55-68
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• 2008

현재 한국에서는 도로 터널, 철도 터널, 지하 석유저장시설 및 방사성 폐기물 저장시설과 같은 지하구조물들이 많은 곳에서 건설되고 있다. 지하구조물 건설을 위해서는 자연적인 요인(지질, 수리지질, 토양, 식생, 지형 및 수계 인위적인 요인(토지이용, 도시화, 인구, 문화 및 교통)이 고려되어야 한다. 특히, 수리지질은 지하구조물의 안정성과 구조물에 의한 지하수계의 영향을 평가하기 위해서 중요한 요소로서 고려되어야 한다. 본 연구는 부산시 지하철 3호선 건설을 위해서 굴착된 45개 시추공을 이용하여 동래교차로에서부터 서동까지 지역의 천부지층의 순리지질 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구지역의 30개 시추공에서는 불포화대와 포화대의 슬러그시험을 실시하였다. 슬러그시험 결과, 불포화대의 구간별 수리전도도 평균값은 포화대의 구간별 수리전도도 평균값 보다 더 높은 것으로 나타났다. 또한, 포화대의 슬러그시험 결과는 포화대의 최상부의 수리지질 특성을 잘 반영하는 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.779-797
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• 2017

최근 도심지의 지상교통시설이 포화수준에 이르렀을 뿐만 아니라 증가하는 교통량으로 인한 교통난과 미세먼지 등의 대기환경 오염의 심화로 인하여 지하도로건설이 각광을 받고 있다. 지하도로건설은 도심지 교통난 해소와 더불어 친환경적인 도시설계가 가능하기 때문에 신설도로 뿐만 아니라 기존도로 역시 지하화 되어 가는 추세이다. 지하도로건설시 IC(분기점)와 JC(나들목) 역할을 수행하는 분기터널의 건설은 필수적이라 할 수 있다. 따라서 분기터널에 의한 기존터널의 영향분석은 필수적으로 고려해야한다. 본 연구에서는 분기터널 굴착 시 기존터널에 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하였다. 분기터널을 기존터널의 직하부를 기점으로 하여 시계방향으로 $45^{\circ}$간격으로 총 5가지의 경우를 설정하였으며, 각각의 경우에서 변위조절방법(Displacement Controlled Model)을 이용하여 지반손실률을 0.5%, 1.0% 그리고 1.5%을 적용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 지반손실률이 증가할수록 변위와 파괴범위, 그리고 안정성에 미치는 영향이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 직하부에 위치한 분기터널이 가장 안정성에 취약한 것으로 확인 되었으며, 분기터널의 위치가 연직, 수평방향에 있을 경우보다 대각선방향에 위치할 경우가 변형과 라이닝 파괴 측면에서 불안정한 것으로 나타났다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제25권4호
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• pp.189-200
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• 2022

도심지 도로에서의 지하공동 붕괴로 인한 지반침하 문제는 인명 및 재산 피해로 이어질 수 있기 때문에 이를 예방하기 위해서는 사전에 지하공동을 탐지하고 복구하는 과정이 필요하다. 지하공동 탐지는 주로 지표투과레이더(ground penetrating radar, GPR) 탐사를 통해 이루어지는데, 방대한 탐사 자료로 인해 해석에 많은 시간이 소모되고 전문가의 숙련도와 주관에 따라 해석 결과가 달라질 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 GPR 자료 해석 자동화 및 정량화 기법들이 연구되어 왔으며, 최근에는 딥러닝 기반의 해석 기법들이 많이 활용되고 있다. 이 연구에서는 딥러닝 기반의 GPR 자료해석 기법 중 쌍곡선(hyperbola) 신호를 탐지하는 과정에 대해 기존 연구에서 개발된 기법을 단계별로 실증 예제를 통해 설명하였다. 먼저, 쌍곡선 신호를 자동으로 탐지하기 위해서 딥러닝 기반 YOLOv3 객체탐지 기법을 적용했다. 다음으로는 column-connection clustering (C3) 알고리즘을 통해 쌍곡선 신호만을 추출하였고, 최종적으로 회귀분석을 통해 지하공동의 수평위치를 결정했다. YOLOv3 객체탐지 기법을 이용한 쌍곡선 신호 탐지 성능은 AP50 기준으로 정밀도 84%, 재현율 92%를 달성했다. 지하공동 수평위치 정확도는 4개 샘플에 대해 실제 위치와 약 0.12 ~ 0.36 m 정도의 차이를 보였다. 이를 통해 지하공동에 의해 나타나는 쌍곡선 신호에 대한 딥러닝 기반 탐지 기법의 적용성을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.409-415
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• 2020

노후 지방도 급경사지 도로구간의 지하수 등으로 인한 토립자 유출 및 침하가 발생하여 도로 통행에 대하여 안전성을 확보하기 위하여 통행 중인 구간을 최대한 보존하며 시공성을 고려한 저유동성 몰탈형 주입공법 그라우팅 기술이 선정되었다. 특히, 공사 중 과도한 주입압력에 의한 도로하부의 수압파쇄, 급경사지의 토립자 유출 및 도로의 융기 등의 피해가 발생할 우려가 있어 기존 일반적인 저유동성 공법을 새롭게 개선하여 적용하였다. 본 연구는 ◯◯도 ◯◯군에서 발주한 ◯◯고개지구 급경사지 붕괴 위험지역 정비공사로 도로 지반 보강공사 현장에서 수행하였다. 본 연구에서는 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법은 새로운 자동화그라우팅 관리시스템을 적용하였으며 특히, 고압조건 예비그라우팅시험에 의한 그라우팅 시공조건 결정 및 개선된 자동화 그라우팅 시스템을 이용한 주입시공 기술을 포함하며, 또한, 개선된 기술의 주입효과평가를 위한 연구를 수행하였다. 개선된 저유동성 몰탈형 그라우팅공법의 적용으로 노후 도로 침하, 건축물 및 토목 구조물의 부등침하 방지 및 지하수 유출 구간에 대한 토립자 유출 방지 등 도로 유지관리 공사 시 원활하게 운영할 수 있는 근거를 마련할 수 있었다. 또한, 향후 노후 도로 침하방지 그라우팅 공사뿐만 아니라 다양한 건축물 및 토목구조물(철도, 지하철, 교량, 지하구조물, 전석 및 석회석 공동구 등) 그라우팅 공사에 적용될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제7권2호
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• pp.100-107
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• 1997

In case of a fire outbreak in a uni-directional road tunnel, the flow of traffic immediately behind the fire disaster will be stalled all the way back to the entrance of the tunnel. Furthermore, when the vehicle passengers try to flee away from the fire toward the entrance of the tunnel, the extremely hot fume that propagates in the same direction will be fatal to the multitudes evacuating, but may also cause damage to the ventilation equipments and the vehicles, compounding the evacuation process. This paper will present the 3-dimensional modelling analysis of the preventive measures of such a fume propagation in the same direction as the evacuating passengers. For the analysis, the fire hazard was assumed to be a perfect combustion of methane gas injected through the 1 m X 2 m nozzle in the middle of the tunnel, and the product of $CO_2$ as the indicator of the fume propagation. From the research results, when the fire hazard occurred in middle of the 400 m road tunnel, the air density decreased around the fire point, and the maximum temperatures were 996 K and 499 K at 210 m and 350 m locations, respectively, 60 seconds after fire disaster occurred, when the fumes were driven out only towards the exit-direction of the tunnel. By tracing the increase of $CO_2$ level over 1% mole fraction, the minimum longitudinal ventilation velocity was found to be 2.40 m/sec. Furthermore, through Analysis of the temperature distribution graphs, and observation of the cross-sectional distribution of $CO_2$ over 1% mole fraction, it was found that the fume did not mix with the air, but rather moved far in a laminar flow towards exit of the tunnel.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.434-443
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• 2003

본 연구에서는 비서형 모델에 적용 가능한 역전파 알고리즘을 이용하여 도로터널에서 발생하는 오염물질을 예측하기 위한 인공신경망을 개발하였다. 도로 터널에서 중요시되는 오염인자는 CO농도와 가시도이므로, 인공신경망의 구성을 각각의 독립적인 네트워크로서 구성하였다. 사용한 입력데이터는 영동고속도로에 위치한 종류식 환기 방식을 채택한 일방향 2차선 도로 터널 2개소에서 실측한 데이터를 사용하였다. 예측치와 실측치를 비교할 때 인공신경망의 학습도는 약 95%의 정확성을 보이는 것으로 나타났다. 분석결과 개발된 인공신경망에 의한 결과는 PIARC 방식에 의한 계산치 보다 약 5배 정도의 정확성을 보였다. 특히 주행속도가 낮을 경우 더 높은 정확도를 나타낼 것으로 기대 되었다.

• 대한공간정보학회지
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• 제13권2호
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• pp.21-28
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• 2005

지자체에서는 효율적인 업무수행과 복잡한 도시시설물의 효과적인 관리를 위하여 GIS DB를 구축하고, 이를 이용한 지하시설물관리시스템, 도로시설물관리시스템 등의 응용시스템을 개발 활용하고 있다. 그러나 시설물관리시스템은 업무에 요구되는 기능은 제공하고 있으나, GIS DB의 유지관리를 위한 기능을 제공하지 않고 있다. 도시시설물 GIS DB는 GIS 전문기술자에 의하여 실측과 현장조사를 통하여 기본적인 도형 빛 속성정보를 수집하고 구조화편집 등의 복잡한 과정을 거쳐 구축이 되어짐으로 GIS의 경험이 부족한 시설물관리시스템을 운영하는 실무 사용자가 직접 GIS DB를 유지관리를 수행할 경우 GIS DB의 최신성과 신뢰성이 저하될 우려가 있다. 따라서 시설물관리시스템을 운영하는 실무 사용자가 손쉽게 GIS DB를 유지관리할 수 있는 기능이 제공되어야 한다. 본 연구에서는 원주시의 도로시설물을 대상으로 LBS개념을 도입한 DB 구축방안과 GIS DB의 유지관리 방법론을 적용하여 도로시설물 DB를 구축하고 시설물관리시스템을 운영하는 실무 사용자가 GIS DB를 유지관리할 수 있도록 응용시스템을 개발하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.59-73
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• 2016

지하 수송에 대한 수요가 증가함에 따라 도로터널 사용자와 운영자는 다양한 원인에 의한 위험에 노출되어 있으며, 주요 원인은 각각 사고 이벤트가 될 수 있는 교통상황이다. QRA(정량적 위험평가)의 중요성은 도로터널의 안전성을 정량화하고, 다수의 이해관계자들의 관점(용량, 신뢰성, 가용성, 유지보수 및 안전)에서의 요구조건에 밸런스를 유지하려는 의도에서 커지기 시작했다. 위험평가에 사용되는 고전적 방법은 ETA, FTA이지만, 변수의 다양함과 상호관계를 반영하지 못한다는 이유에서 이 방법들은 상대적으로 단순한 경우에만 적용할 수 있다. 특정위험평가에 필요한 객체, 이벤트, 결과 및 가정, 경계조건 등의 총체는 도로 터널시설 위험평가를 위해 필수적인 내용으로 관찰되어야 하는 시스템을 만들고, 정보, 데이터, 모델 등 관련 항목들이 그 시스템을 서술하게 된다. 시스템은 위험모델에 기반한 계층적 지표들을 사용하여 모델링되고 분석되며, 시스템의 모든 가능한 구성은 지표의 적절한 선택을 통하여 표현될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일반터널에서뿐만 아니라 복층터널 같은 복합적인 지하시스템 변수들간의 상호의존성을 고려하여 정량화할 수 있는 베이지안 네트워크를 근거로 한 정량적 위험평가방법을 소개한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.620-634
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• 2018

고속도로면으로 부터 심도는 약 7.5 m로 얕으나 너비가 약 21 m로 넓은 터널의 안정성을 확보하고 도로면의 침하를 최소화하기 위하여 NTR(New Tubular Roof)공법을 보조공법으로 이용하였다. 이 방법에 따라 터널 굴착예정선 둘레에 직경 2.3 m의 강관 13개를 종방향으로 압입하고 강관측벽을 뚫어 서로 연결한 후 강관내부와 연결공간을 콘크리트로 채워 라이닝을 먼저 만들었고 라이닝 내부 지반을 굴착하여 터널을 완성하였다. 여러 개의 강관을 순차적으로 압입함에 따라 이완영역이 서로 연결되면서 폭이 점차 넓어지는 공동으로 거동하여 침하증분이 커졌고 터널 폭이 가장 넓은 곳에 강관을 압입할 때 도로면 침하증분은 약 2.2 mm로 최대였으며 라이닝 시공 때 까지의 총침하는 약 7.7 mm이었다. 그리고 폭이 넓은 라이닝 내부 터널을 굴착하면서 약 4.3 mm의 침하가 추가로 발생하면서 시공종료 후 총침하는 약 11.8 mm가 되었다.