• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.61-74
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• 2016

본 논문에서는 화강풍화대를 통과하는 슬러리 TBM 굴진 중 지표 침하 및 체적손실 산정에 관한 사례 연구를 수행하였다. 터널 천단 침하 계측 결과로부터 TBM 굴진 단계별 침하 발생 경향을 분석하였고, 횡방향 지표 침하 트라프로부터 굴진 중 체적손실 및 트라프 변수를 산정하였다. 또한, 체적손실 산정 모델을 이용하여 지반 특성과 굴진 중 측정된 기계데이터가 반영된 굴진 단계별 체적손실을 산정하였으며, 이를 실제 계측 결과와 비교 분석하였다. 슬러리 TBM의 경우 대부분의 지표침하는 쉴드 본체 통과 및 뒤채움 주입 이후 발생하는 것으로 나타났고 문헌에 보고된 총 체적손실 및 트라프 곡선 형태가 확인되었다. 실제 굴진 중 체적손실은 굴진 단계별로 쉴드손실 예측값의 90%, 테일부 손실 예측값의 60% 수준으로 분석되었고, 쉴드 손실에 비해 테일부 손실의 편차가 큰 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.543-555
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• 2015

최근 대단면 갱도로 개발하고 있는 국내 석회석광산은 작업공간 환기를 위하여 과거 석탄광산에 광범위하게 사용되던 형태의 국부 선풍기를 주로 이용하고 있다. 대단면 갱도에서의 낮은 정압손실을 고려할 때 고풍압 선풍기는 과다 설비용량으로 인하여 비용측면에서 심각한 한계를 보이고 있다. 대단면 갱도에서의 최적 선풍기는 안전한 작업환경 유지를 위한 충분한 환기량을 공급할 수 있어야 할 뿐만 아니라 저운전비용도 보장하여야 한다. 본 연구는 대단면 갱도 내에서 높은 환기효율과 경제성을 가지는 저풍압 국부선풍기를 개발함이 목적이다. 이론적 연구와 아울러 2개소의 단면적이 다른 현장 실험 연구를 통하여 저풍압 선풍기의 환기효율을 분석하였다. 본 연구결과는 작업공간 공기질 및 작업환경 개선을 위한 국부선풍기의 경제성과 효율 제고에 적용 가능할 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.496-504
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• 2015

로드헤더는 커팅헤드에 픽커터를 설치하여 지반을 굴착하는 장비이다. 픽커터는 일반적으로 코니컬타입을 사용하며, 코니컬 픽커터는 선단부에 마모에 강한 텅스텐카바이드 팁을 사용하여 커터의 소모를 감소시키는 굴착 도구이다. 본 연구에서는 구리광산의 망토와 역암으로 구성된 복합지반을 대상으로 로드헤더 커팅헤드에 3종류의 코니컬 픽커터를 사용하여 내구성능을 살펴보았다. 현장적용 후, 픽커터의 육안조사와 중량감소율 측정, 그리고 CT 및 SEM을 이용한 내 외부 균열조사를 수행한 결과, 하드페이싱으로 보강한 코니컬 픽커터의 내구성능이 가장 우수하였으며, 각 코니컬 픽커터의 내 외부에서는 현장적용 전과 후 모두에서 매크로 크랙 및 미세균열을 발견할 수 없었다.

• 지질공학
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• 제25권3호
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• pp.395-401
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• 2015

터널 시공 중 획득되는 굴진면 조사와 계측자료 등은 암판정의 기초자료로 터널 안정성 및 경제성과 밀접한 관련이 있다. 하지만 국내에서는 이러한 자료에 대한 체계적 관리가 부족한 실정이며 자료의 효율적 활용 및 관련 전문가의 수도 부족하다. 따라서 자료의 체계적 관리 및 효율적 활용, 한정된 전문가를 효과적으로 활용할 수 있는 방안 마련이 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 BIM기반 데이터 시각화를 통해 터널 설계 및 시공관련 정보를 온라인 상에서 효율적으로 제공하기 위한 연구를 수행하였으며 그 결과로 통합 3D 터널모델 생성 모듈과 웹뷰어 모듈을 개발하였다. 개발 기술은 국내 ○○터널 설계 및 시공 자료를 통해 구현성능을 검증하였으며 향후 연구방향 및 시스템 개선방안을 도출하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제24권2호
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• pp.1-8
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• 2006

본 연구는 규석광의 터널 굴착시 굴진장 향상과 사압현상 및 소결현상을 예방하기 위해 모든 장약공의 장약밀도를 다르게 적용하였다. 이 때 심발공은 동일 장약공내에 2개의 뇌관을 이용한 정기폭과 역기폭의 복합기폭방식을 도입하였다. 자유면 형성이 어려운 공저부분은 높은 장약밀도로 장전하고, 주상부분은 공저보다 낮은 장약밀도로 장전함으로써 폭약의 위력이 효과적으로 암반에 대응할 수 있는 공법인 복합장약기폭시스템을 개발하였다. 그 결과 경암이나 장공발파에서 흔히 발생되는 사압현상 및 소결현상 등을 방지할 수 있었다. 또한 1회 천공장 대비 굴진장을 95% 이상 증대시킴으로써 약 15% 정도의 시공능율이 향상되고 비장약량이 20% 정도 감소되었다.

• 터널과지하공간
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• 제4권2호
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• pp.132-143
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• 1994

Many methods and techniques to reduce ground vibrations are well known. Some of them are to adopt electric millisecond detonators with a sequential blasting machine or an initiating system with an adequate number of delay intervals. The types of electric detonators manufactured in korea include instantaneous, decisecond and millisecond delays but numbers of delay intervals are only limited from No.1 to No.20 respectively. It is not sufficient to control accurately millisecond time with these detonators in tunnel excavation. Sequential fire time refers to adding an external time delay to a detonators norminal firing time to obtain sequential initiation and it is determined by sequential timer setting. To reduce the vibration level, sequential blasting machine(S.B.M) with decisecond detonators was adopted. A total of 134 blasts was recorede at various sites. Blast-to-structure distances ranged from 20.3 to 42.0 meter, where charge weight varied from 0.24 to 0.75 kg per delay. The results can be summarized as follow: 1. The effects of sequential blasting machine on the vibration level are discussed. The vibration level by S.B.M are decreased approximately 14.38~18.05% compare to level of conventional blasting and cycle time per round can be saved. 2. The empirical equations of particle velocity were obtained in S.B.M and conventional blasting. V=K(D/W1/3)-n, where the values for n and k are estimated to be 1.665 to 1.710 and 93.59 to 137 respectively. 3. The growth of cracks due to vibrations are found but the level fall to within allowable value.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.460-468
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• 2021

TBM은 원형의 커터헤드를 회전하여 전단면으로 터널을 굴착하는 장비로 빠른 굴진속도와 안전한 시공이 장점이다. 건설현장에서 터널 굴착에 주로 사용되는 TBM은 정보통신기술의 적용이 용이한 장비로서 현재 무인화 및 자동화에 관련한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 국외에서의 광물 및 에너지 자원 개발을 위한 TBM의 적용 사례를 살펴보고, 광물 및 에너지 자원 개발과 토목 건설현장에서 TBM 적용에 대한 차이를 살펴보았다. 그리고, TBM 선정 시에 기술적으로 고려해야 하는 지질조건, 심도, 현장 접근, 발진, 선형과 경사, TBM 크기 등을 알아보았다. 마지막으로 광산에서 TBM 적용 시의 장점과 단점 및 성공적인 광산 적용을 위하여 TBM이 기술적으로 갖추어야 하는 사항을 정리하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권6호
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• pp.613-624
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• 2022

A study of the evolution of overburden fractures under the solid-fluid coupling state was conducted based on the geological and mining characteristics of the coal seam depth, weak strata cementation, and high-intensity mining in the mining areas of West China. These mining characteristics are key to achieving water conservation during mining or establishing groundwater reservoirs in coal mines. Based on the engineering background of the Daliuta Coal Mine, a non-hydrophilic simulation material suitable for simulating the weakly cemented rock masses in this area was developed, and a physical simulation test was carried out using a water-sand gushing test system. The study explored the spatial distribution and dynamic evolution of the fractured zone in the mining overburden under the coupling of stress and seepage. The experimental results show that the mining overburden can be vertically divided into the overall migration zone, the fracture extension zone and the collapse zone; additionally, in the horizontal direction, the mining overburden can be divided into the primary fracture zone, periodic fracture zone, and stop-fracture zone. The scope of groundwater flow in the overburden gradually expands with the mining of coal seams. When a stable water inrush channel is formed, other areas no longer generate new channels, and the unstable water inrush channels gradually close. Finally, the primary fracture area becomes the main water inrush channel for coal mines. The numerical simulation results indicate that the overlying rock breaking above the middle of the mined-out area allows the formation of the water-conducting channel. The water body will flow into the fracture extension zone with the shortest path, resulting in the occurrence of water bursting accidents in the mining face. The experimental research results provide a theoretical basis for the implementation of water conservation mining or the establishment of groundwater reservoirs in western mining areas, and this theoretical basis has considerable application and promotion value.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.143-153
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• 2024

TBM 공법은 발파 공법에 비해 굴착 중 소음과 진동 수준이 낮고, 안정성이 높은 터널 굴착 공법이며, 전세계적으로 터널 프로젝트에 TBM 공법을 적용하는 사례가 증가하는 추세이다. 디스크 커터는 TBM의 커터헤드에 장착되는 굴착 도구로 지속적으로 막장면 지반과 상호작용하며, 이때 필연적으로 마모가 발생한다. 본 연구에서는 지질 조건과 TBM 운영파라미터, 머신러닝 알고리즘들을 이용하여 디스크 커터 마모를 정량적으로 예측하였다. 디스크커터 마모 예측의 입력변수 중 UCS 데이터의 수가 다른 기계 데이터 및 마모 데이터에 비해 매우 부족하기 때문에, 먼저 TBM 기계 데이터를 이용하여 전체 구간에 대한 UCS 추정을 진행하고, 완성된 전체 데이터로 마모율 계수 예측을 수행하였다. 마모율 계수 예측 모델의 성능을 비교해 본 결과 XGBoost 모델의 성능이 가장 높게 나타났으며, 복잡한 예측 모델의 해석을 위해 SHapley Additive exPlanation (SHAP) 분석을 진행하였다.

• 지질공학
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• 제19권4호
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• pp.493-499
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• 2009

우리나라는 암석자원이 풍부하기 때문에 콘크리트표면 차수벽형 석괴댐(CFRD)의 시공이 증가하고 있는 실정이다. 콘크리트표면 차수벽형 석괴댐에서의 표층부 기초지반인 Bedding Zone 구간은 콘크리트 차수벽을 균등하게 지지할 수 있는 지지력과 콘크리트 차수벽의 누수시 세립토의 유실을 억제할 수 있는 차수성을 유지하여야 한다. 따라서 Bedding Zone 구간의 차수성 확보 여부가 댐의 안정성을 좌우하는 주요 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 기존의 시방서에 제시된 Zone-1 구간의 설계입도분포를 만족하는 시험재료를 선정한 후, 차수성을 평가하기 위하여 실내시험을 실시하였다. 시험 분석 결과 투수계수, 건조단위중량 및 흙의 입도분포에 따른 차수효과의 상관관계를 제시하였다. 특히, 투수계수와 건조단위중량의 상관관계, No. 4체 중량통과백분율과 투수계수 관계가 제시되었고, 또한 시간경과에 따른 투수계수의 변화도 제시되었다.