• Geomechanics and Engineering
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• 제11권2호
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• pp.253-267
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• 2016

The stability of surrounding rock will be poor when the tunnel is excavated through nearly horizontal stratum. In this paper, the instability mechanism of local nearly horizontal stratum in super-large section and deep buried tunnel is revealed by the analysis of the macro failure and micro fracture. A structural model is proposed to explain the mechanics of surrounding rock collapse under the action of stress redistribution and shed light on the macroscopic analytical approach of the stability of surrounding rock. Then, some highly effective formulas applied in the tunnel engineering are developed according to the theory of mixed-mode micro fracture. And well-documented field case is made to demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed analytical methods of mixed-mode fracture. Meanwhile, in order to make the more accurate judgment about yield failure of rock mass, a series of comprehensive failure criteria are formed. In addition, the relationship between the nonlinear failure criterion and $K_I$ and $K_{II}$ of micro fracture is established to make the surrounding rock failure criterion more comprehensive and accurate. Further, the influence of the parameters related to the tension-shear mixed-mode fracture and compression-shear mixed-mode fracture on the propagation of rock crack is analyzed. Results show that ${\sigma}_3$ changes linearly with the change of ${\sigma}_1$. And the change rate is related to ${\beta}$, angle between the cracks and ${\sigma}_1$. The proposed simple analytical approach is economical and efficient, and suitable for the analysis of local nearly horizontal stratum in super-large section and deep buried tunnel.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.470-486
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• 2015

2-아치 터널은 터널의 간격이 매우 좁아서 병렬 터널에 비해 점유 면적이 작으나 경제적이지 못하다. 병렬 터널은 경제적이긴 하지만 2-아치 터널보다 점유 면적이 커서 용지의 매입이 어려운 경우에는 문제가 될 수 있다. 새로운 설계는 이 두 터널을 터널의 간격이 점차 증가하는 제3의 병렬터널로 연결시키는 것이다. 접속터널의 필라는 폭이 매우 좁을 수 있기 때문에 이 새로운 설계를 불량한 암반에 적용하려면 검증이 필요하다. 이에 4등급 및 5등급 암반에 대해 2차원 및 3차원 수치해석을 이용하여 2가지 방법으로 안정성 검토를 수행하였다. 검토 결과, 중앙 필라가 텐션 볼트로 적절히 보강된다면 터널 심도가 직경의 5배 이하인 경우에는 적용이 가능하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.992-1006
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• 2008

The tunnel type spillways is under construction to increasing water reservoir capacity in Dae-am dam. Cutting-slope adjacent to outlet of spillways had been originally designed to be 63 degrees and about 65m in height. Examination is carried out in preceding construction that it is caused to some problems possibility which of machine for slope cutting couldn't approach to the site, blasting for cutting slope might have negative influence on highway and roads nearby, and fine view along the Tae-hwa river would be eliminated. In order to establish stability of tunnel and more friendly natural environment that we are carry out detailed geological surface survey and analysis of slope stability. So, we are design and construct for tunnel excavation with possible method that it is keep up natural slope. The result of survey and analysis that natural slope was divided 3 zone(A, B, C zone). In A and B zone, in first removed floating rock, high tensile tension net is install that it prevent of release and falling of rock, in order to security during under working. In addition to, pre-stressed rock anchor is install purpose of security during tunnel excavation because of fault zone near vertical developed above excavation level. Zone C is relatively good condition of ground, design is only carry out random rock bolt. All zone are designed and constructed drainage hole for groundwater and surface water is easily drain. Desinged slpoe is harmony with near natural environment. Successfully, construction is completed.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.141-150
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• 2009

불연속면이 발달한 암반 내에서 해저터널을 시공할 경우 절리 내의 지하수 흐름이 터널 거동에 커다란 영향을 마치므로 안정성 평가 시 수리-역학적 연계해석이 필요하다. 실무에서는 일반적으로 암반이완하중을 고려하여 터널의 콘크리트 라이닝을 설계한다. 연속체 해석 시 잠재적 이완영역을 터널 주변의 국부안전율 분포를 이용하여 수치해석에 의해 산정하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 절리가 발달한 암반의 경우는 절리의 거동이 터널 전제 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 불연속 암반 내에 터널 굴착으로 인해 발생하는 잠재적 이완영역을 산정하는 방법을 제안하고 민감도 분석 및 연속제 해석 결과와 비교를 통해 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 국제학술회의
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• pp.163-171
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• 2008

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.171-181
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• 2000

지하공간 개발에 대한 관심이 높아지면서 국내에서도 안전한 터널시공에 대한 연구가 많이 진행되었다. 본 연구에서는 터널 시공 중 발생 가능한 터널의 붕락 사고의 특성을 조사하여 각종 터널의 붕락사고 유형을 파악하고, 이에 대한 구체적인 원인을 분석하였으며, 사례분석을 통해 터널 붕락의 주요 요인과 개략적인 대책도 함게 제시하였다. 또한, 국내·외 터널보강공법의 기준과 적용현황을 분석하여 세부적이고 합리적인 보강공법의 체계확립을 위한 기초를 마련하고자 하였다. 본 연구에서는 터널 막장의 안전성 등급을 결정하고, 적절한 보강공법을 선정을 위해 퍼지 수량화 이론과퍼지추론시스템을 기반으로 터널정보 데이터베이스를 구축하여 전문가시스템의 모형을 개발하였다. 개발한 시스템의 검증을 위하여 다양한 보강공법을 시공하였던 한강하저터널을 비롯한 국내·외 3곳의 터널 현장 자료를 이용하여 적용한 결과 실제 시행한 보강공범과 근접한 추론결과를 보였다. 정보화시공을 통해 터널 막장기록과 계측자료의 이용을 극대화하고 객관적인 기준의 부재로 인해 일부 전문가의 경험에만 의존하고 있는 국내 보강공법 시공기술을 보다 발전시켜 합리적인 보강공법을 제시하는데 도움이 되고자 하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.133-140
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• 2000

Drilling and blasting method for excavating rock mass is generally used in underground construction; but this technique has some shortcomings. For instance, rock mass damage is inevitable during drilling and blasting, and blast-induced vibration frequently causes some problems. Until now, field measurement method is used to predict the overbreak and vibration; but it has many limitations. Therefore, numerical analysis method is needed to overcome such limitations, and to estimate and predict damage and vibration due to tunnel blasting in the design stage. In this study, damage zone of rock mass due to stoping and contour blasting is compared based on standard tunnel blasting pattern, and the propriety of the standard tunnel blasting pattern is estimated. Then, blasting pattern is optimized so that the damage zone due to sloping blasting with reduced charge is consistent with that due to contour blasting.

• 터널과지하공간
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• 제3권1호
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• pp.80-95
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• 1993

Convergence measurements play very important role in the assessment of stability of a tunnel and of the economics of rock reinforcements. The characteristics of convergences are both due to the face advance effect and the time-dependent behaviour of rocks. As the convergence law can be modeled as a specific function of two variables of distance and time, we can determine the type of function and the related parameters from the field measurements. By using the regression method based on the Levengberg-Marquardt algorithm, an analysis of convergence of two different tunnels and one numerical example is described. It is shown that the convergence can be modeled as following function, C(x)=a{1-exp(-bx)} or C(t)=a{1-exp(-bt)} in case of a tunnel excavated in elastic rocks, in case of elasto-plastic or over stressed rocks.

• 터널과지하공간
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• 제12권1호
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• pp.37-42
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• 2002

본 연구에서는 터널의 주요 설계정수인 탄성계수와 측압계수를 산정 할 수 있는 역 해석 알고리즘을 개발하였다. 해석 알고리즘은 범용 유한차분해석 프로그램인 FLAC의 해석과정 내에 직접탐색법 알고리즘을 이용한 FISH 문을 삽입함으로써 구성하였다. 기존 연구에서 사용한 탄성모델에 대하여 본 연구에서 개발한 역 해석 알고리즘의 적합성을 검토하였다. 본 연구에서 개발된 역 해석 알고리즘은 기존 역 해석 기법에 비해 더 적은 반복연산에 더 정확한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.213-224
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• 2005

The safety factor of a tunnel considering the failure of supports is important because the failure of supports might cause the collapse of the tunnel. In the previous studies, shotcrete was modelled as beam elements and the failure of the shotcrete was checked according to the allowable working stress concept. In this study, shotcrete was modelled by both beam elements and continuum (elasto-plastic) elements. Safety factors of tunnels were estimated by two dimensional numerical analysis with varying rock mass class, coefficient of lateral pressure, thickness of shotcrete, rock bolt reinforcement and excavation method. Also the study suggested not only a proper amount of supports but also modelling method.