• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.825-835
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• 2019

터널 설계 시 조사를 통하여 지반을 여러 개의 등급으로 분류한 후 지보패턴표에 따라 해당 지보시스템을 적용하게 된다. 그러나 암반 등급을 기준으로 한 단순한 패턴 적용방식은 암반 등급 경계부에서 발생하는 종방향 응력 전이를 고려하지 못한다. 본 연구는 NATM 터널의 종방향 암반 등급 변화부에서 응력 변화를 추정하기 위한 3차원 수치해석을 실시하였으며 Influence Line (영향선) 및 Trend Line (경향선)을 이용하여 하중전이 영향권을 파악하고자 하였다. 연구 결과 터널 굴착방향으로 암반 등급이 하향 변화하면 등급변화 경계를 중심으로 강성이 약한 암반에서 강성이 큰 암반 방향으로 0.35~0.7D 범위에서 응력 전이가 발생하며 이를 고려하여 암반 등급의 종방향 하향 변화부에서는 연구결과의 0.35~0.7D 영향권을 감안하여 안전측으로 1.0D 정도의 하향패턴을 추가 적용하는 것이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.25-34
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• 2008

프리스트레스트 띠장을 적용한 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 프리스트레스트 띠장을 적용한 흙막이 시스템의 거동을 규명하기 위하여 3 차원 유한요소 모델이 적용되었다. 새로운 흙막이 시스템에 대한 유한요소 모델링 절차와 방법이 제시되었다. 지반, 벽체, 버팀보 및 프리스트레스트 띠장 시스템을 구성하고 있는 띠장, 받침대, 강선에 대한 모델링과 지반-벽체 그리고 벽체-띠장 간의 접촉면 모델링이 제시되었다. 벽체 횡방향 변위, 버팀보 축력, 프리스트레스트 띠장 시스템 부재인 띠장과 받침대 축력에 대한 유한요소 해석결과가 현장 계측결과와 비교 검증되었다. 검증된 3 차원 유한요소 모델을 이용하여 강선 인장력 변화에 따른 새로운 프리스트레스트 띠장의 휨모멘트와 변형 거동이 규명되었으며 이에 따른 흙막이 벽체 배면에서의 토압 거동이 규명되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.31-38
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• 2009

국내에서 터널 설계시 암반의 물리적, 역학적 특성에 따라서 $5{\sim}6$개의 암반등급으로 분류한 후 터널의 용도 및 특성을 고려하여 지보시스템을 결정하게 된다. 그러나 이와 같은 방법은 암반의 특성이 균일하다는 가정을 하고 있으며 암반특성이 종 방향으로 변화될 경우 이에 대한 지보시스템의 친정이 달라져야 한다. 본 연구는 3차원 수치해석 프로그램(FLAC3D)을 이용하여 NATM 터널시공시 암반특성의 종방향 변화가 암반분류 및 지보시스템 결정에 미치는 영향을 파악하고자 총 14Case를 현장의 시공순서를 고려한 해석을 수행하였다. 암반특성의 종방향 변화시 전 후방 암반의 강성차이가 작은 경우에는 암반경계를 기준으로 0.5D내외, 강성차이가 큰 경우에는 1.0D 내외의 범위에서 유리한 암반등급의 거동과는 다르므로 암반특성에 따라서 암반경계층을 기준으로 $0.5D{\sim}1.0D$구간을 안전측(보수적)으로 평가하여 설계에 반영하거나, 지보패턴을 하향조정하는 것이 시공성, 작업효율성, 공사기간 등의 측면에서 효과적일 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권4호
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• pp.279-286
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• 2003

최근의 터널설계에 있어서 지보패턴 선정시 전기비저항탐사 결과를 효과적으로 황용하기 위하여 전기비 저항 역산결과와 암반분류와의 상관관계를 도출해 내고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 그러나 전기비저항탐사결과를 고려한 예상지보패턴과 실제로 시공된 지보패턴 결과를 비교한 연구는 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 실제 터널굴진 상태에서 막장관찰에 기초한 암반분류 및 지보패턴 선정과 시공 전 수행한 전기비저항 탐사자료를 비교함으로씨 전기비저항 탐사 결과가 어느 정도의 신뢰도로 이용될 수 있는가를 살펴보고자 한다. 전기비저항 자료와 암반분류의 정량적인 상관성을 얻기 위하여 암반분류값으로 RMR(Rock mass rating)을 기본으로, RCR(rock condition rating), N(Rock mass number), Q-system 등을 이용하였다. 전기비저항탐사는 공간적 해상도가 낮기 때문에 후처리 과정으로 크리깅 기법을 사용하여 해상도를 향상시키고자 하였다. 상관도 분석 결과, 2차원 전기비저항탐사결과는 정성적인 경향을 살펴보는데 적합한 것으로 나타났다 3차원 전기비저항탐사 결과와의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타나 신뢰도 높은 암반분류에 적용 가능하리라 예상된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.111-118
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• 2018

단층 등 취약지반 조건에서의 터널굴착 시 터널천단 및 측벽변위의 억제를 목적으로 하는 각부보강공이 일반적으로 적용되고 있으며, 터널 단면증가 변화율에 따른 각부보강공 설치각도 및 길이를 고려한 지보안전성 확인을 위한 주요 인자로서 내공변위 천단침하 각부침하 각부축력 등의 여러 응력변위 특성 변수들이 있다. 이러한 굴착중 안전성확인을 위한 변수들에 대한 검토 결과, 우각부 침하영향성이 단면증가율 보다 더 큰 변위경향을 보이는 가장 중요한 중점관리 지배요소로 분석되었으며, 터널단면 증가 변화율에 대한 각 보강공 길이별 축력의 변화관점에서는 큰 연관성을 보여주지 못하는 터널단면 증가율 대비 작은 증가율을 나타냈다. 또한, 각부 보강공 축력의 발생경향은 터널 단면증가율보다 보강공 마찰지지 개념 메커니즘에 따른 거동 영향성을 보여주는 것으로 분석되었다. 본 연구결과, 일정한 길이의 각부 보강공이 선정될 경우 지반불량 구간에서의 터널 단면이 다소 대단면화하여도 무리하게 각부보강공의 길이를 연장시키지 않는 것이 시공성 및 경제성을 고려한 보다 더 합리적인 방법으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.651-668
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• 2017

터널 굴착에 따른 초기 안정성 확보를 위해 1차 지보재인 숏크리트와 록볼트를 가장 적절한 시기에 터널 굴착면 주면으로 타설하여야 한다. 이러한 지보재의 역할은 장 단기적인 터널 안정성에 매우 중요한 역할을 하기 때문이다. 여기서 록볼트는 터널 굴착시 응력이완에 따라 발생되는 외압을 축력으로 받아들여 터널 굴착면의 숏크리트에 전달하여 전체적인 안정성을 도모하는 중요한 지보재이다. 현재까지 록볼트의 재료는 현장 수급이 유리한 이형강봉을 많이 이용하였으나 최근들어 불확실한 품질의 중국산 자재의 시장진입과 록볼트 주면 모르타르 충전시 흘러내림에 의한 밀실한 충전불량, 용수에 의한 부식 등 다양한 문제점이 나타나고 있다. 특히, 현재의 설계기준상 이형강봉에 대한 기계적 성질의 기준은 있으나 그 외 섬유보강 플라스틱(FRP) 등이 사용될 수 있으나 명확한 기준은 제시되지 않고 있다. 그래서 새로운 소재로 개발되더라도 실제 현장 적용에 있어서는 해결해야 할 부분이 많다. 따라서, 본 연구에서는 상기의 기존 록볼트가 지니고 있는 여러 문제점을 해결, 개선하고자 Autobeam 재료를 이용한 고강도 강관 록볼트(Samrt Pipe-록볼트, 이하 SP-록볼트)를 개발한 내용을 다루고 있다. 개발된 록볼트의 성능평가를 위해 현장시험을 수행하고, 기존 모르타르 충전을 개선할 수 있는 충전재를 개발하여 록볼트의 성능을 더욱 향상하고자 하였다. 또한, 실무현장의 적용성 확보를 위해 설계 및 시공기준에 대한 연구를 수행하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.5-12
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• 2011

터널의 지보패턴 선정 시 지표지질조사, 시추조사, 물리탐사 및 실내암석 시험 등의 결과로부터 암질을 파악하고 암반분류법, 국내 외 시공사례, 수치해석 등을 종합적으로 고려하여 암반등급을 구분하고 등급별 굴착공법 및 표준지보패턴을 설계하게 된다. 개정된 터널설계기준에 의하면 터널 설계를 위한 암반등급은 RMR을 바탕으로 등급별로 구분할 것을 권장하고 있으며, 필요할 경우 보다 세분화된 등급구분과 Q분류법 적용을 허용하는 등 탄력적인 기준을 제시하고 있다. 또한, 터널건설 시 구조물과 지반의 거동에 영향을 미치는 인자는 주로 지반자체의 특성, 지하수, 그리고 구조물 재료의 특성 등 불확실한 요소들이 주요 인자들이므로 터널 설계 시 지보패턴의 적정성 검증은 반드시 수반되어야 하며, 오늘날 이러한 검증방법 역시 다양화되고 전문화 되어가는 실정이다. 본 연구에서는 임하댐 비상여수로 터널에 대해 RMR과 Q값에 의한 지보패턴의 선정의 적정성을 경험적 방법 및 수치해석을 통한 분석과 현장 실측자료와의 비교 분석을 시행하여 검증하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.545-552
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• 2003

For temporary excavation support in a congested urban area, the strand of ground anchor should be removed to get permission of the private land to install anchors. But the strand doesn't need to be removed in the outside city area after use. So the anchor body, tension anchor, is fabricated in-situ. The unbonded length of This anchor has several strands, which wrap only one sheath. When the anchor body is carried into job-site or installed in the bore hole, the sheath is torn easily because it is a very week material. So the grout permeate into the torn sheath. Because of that, the load doesn't transfer to the bond length of ground anchors. It may indicate that load is being transferred along the unbonded length and thus within the potential slip surface assumed for overall stability of the anchored system. The load tests were performed on seven low-pressure grouted anchors installed in weathered soil to verify its problems. Four anchors(Type A) have the unbonded length, which consist of five strands and a week sheath and three anchors(Type B) have strands, which is covered by plastic sheath filled with grease, in the unbonded length. Both anchors are compared with load tests results.

• 한국안전학회지
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• 제30권1호
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• pp.47-51
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• 2015

In the study, a new non-open cut tunnel steel pipe method using slot hole has been developed. As is overcomes shortcomings of conventional methods, it is applied to the field. The main concept of the new method is the steel pipe pumping system with slot holes which, by means of formation slot holes between each steel pipe, applied to the magnitude of the relaxed earth pressure caused by excavation to the ground to prevent ground displacement. The stability of the support members and effect of displacement control of the new method were verified through several ways as numerical analysis and site test. The new method was applied to the construction of a 11.5m wide, 7.4m high and 50m long section that passes side subway and large buildings in inner city. By applying the new method, tunnel construction was successfully completed in 6 months. It decreases the construction period to 30% compared to that of conventional methods, and ground was almost negligible.

• 터널과지하공간
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• 제3권1호
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• pp.63-79
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• 1993

The design of tunnels in rock masses often demands more informations on geologic features and rock mass properties than acquired by usual field survey and laboratory testings. In practice, the situation that a perfect set of geological and mechanical input data is given to geomechanics design engineer is rare, while the engineers are asked to achieve a high level of reliability in their design products. This study presents an artificial neural network which is developed to resolve the difficulties encountered in conventional design techniques, particulary the problem of deteriorating the confidence of existing numerical techniques such as the finite element, boundary element and distinct element methods due to the incomplete adn vague input data. The neural network has inferring capabilities to identify the possible failure modes, support requirements and its timing for underground openings, from previous case histories. Use of the neural network has resulted in a better estimate of the correlation between systems of rock mass classifications such as the RMR and Q systems. A back propagation learning algorithm together with a multi-layer network structure is adopted to enhance the inferential accuracy and efficiency of the neural network. A series of experiments comparing the results of the neural network with the actual field observations are performed to demonstrate the abilities of the artificial neural network as a new tunnel design assistance system.