• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.955-963
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• 2008

There are lots of tunnel intervals in the KTX II stage construction line for the linearity of railway line passing mountain region. In order to use the rocks from tunnel excavations, railway subgrades are constructed with crushed rock-soil mixtures. In this study, plain strain test using large scale box was conducted in order to analyze the characteristics of deformation behavior of railway subgrades composed of crushed rock-soil mixtures. The effects of variation of degree of saturation, stress level of applied loadings, and number of loading cycles on the resilient and permanent deformation behavior were analyzed. The results show that degree of saturation have a great effect on the deformation behavior of crushed rock-soil mixtures. The axial strain ranges between $0.1{\sim}0.8%$ with variation of degree of saturation, in assumption that deviatoric stress applied on the subgrade by high-speed train load is 55kPa.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2019

In this study, both 2D and 3D failure shapes of rock mass above the water-filled cavity are put forward when the surrounding rock mass cannot bear the pressure caused by the water-filled cavity. Based on the analytical expressions derived by kinematic approach, the profiles of active and passive failure patterns are plotted. The sensitivity analysis is conducted to explore the influences of different rock parameters on the failure profiles. During the excavation of the deep tunnels above the karst cavity, the water table always changes because of progressive failure of cavity roof. Therefore, it is meaningful to discuss the effects of varying water level on the failure patterns of horizontal rock layers. The changing laws of the scope of the failure pattern obtained in this work show good consistency with the fact, which could be used to provide a guide in engineering.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.1-12
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• 2022

Based on the extended spatial mobilization plane (SMP) criterion, we present an elastic-brittle-plastic solution for an axisymmetric cylindrical tunnel. The influences of the intermediate principal compressive stress and material strain-softening behavior are considered. Closed-form formulas for the critical support force, radius of plastic zone, and distributions of stress and displacement in surrounding rock are proposed. The elastic-plastic solution based on SMP is compared with the Kastner solution to verify the credibility of the obtained elastic-plastic solution. The elastic-brittle-plastic solution following the SMP criterion and the current solution based on the Mohr-Coulomb criterion are also compared. The rock strain-softening rate and the intermediate principal stress affect the stability of the surrounding rock. The results provide guidance for optimizing the design of support systems for tunnels.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.239-248
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• 2020

터널 굴착 시 정확한 암반 분류는 적합한 지보패턴을 설치하는 데 도움을 준다. 암반의 분류를 위해 주로 RMR (Rock Mass Ration)과 Q값을 산정하여 수행되며, 페이스 매핑(face mapping)을 바탕으로 산정된다. 점보드릴 및 프로브드릴의 기계 데이터을 활용하거나 딥러닝을 활용한 굴착면 사진 분석 등의 방법이 암반등급 분류를 예측하기 위해 사용되고 있으나, 분석 시 오랜 시간이 소요되거나, 굴착면 전방의 암반등급을 파악할 수 없다는 점에서 한계를 갖는다. 본 연구에서는 순환인공신경망(Recurrent neural network, RNN)을 활용하여 굴착면 전방의 Q값을 예측하는 방법을 개발하였고 페이스 매핑으로부터 획득한 Q값과 비교/검증하였다. 4,600여개의 굴착면 데이터 중 70%를 학습에 활용하였고, 나머지 30%는 검증에 사용하였다. 학습의 횟수와 학습에 활용한 이전굴착면의 개수를 변경하여 학습을 수행하였다. 예측된 Q값과 실제 Q값의 유사도는 RMSE (root mean square error)를 기준으로 비교하였다. 현재 굴착면과 바로 직전의 굴착면의 Q값을 활용하여 600회 학습하여 예측한 Q값의 RMSE값이 가장 작은 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 학습에 사용한 데이터 값 등이 변화하는 경우 변화할 수 있으나 터널에서의 이전 지반상태가 앞으로의 지반상태에 영향을 미치는 시스템을 이해하고, 이를 통해 터널 굴착면 전방의 Q값의 예측이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권9호
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• pp.41-55
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• 2014

일반적으로 암반 터널 지진해석 시 절리의 영향을 무시하며 암반을 연속체라 가정한다. 하지만 이와 같은 가정의 적절성에 관해서는 연구된 바 없다. 본 연구에서는 응답변위법을 적용하여 지진동에 의하여 유발되는 암반 절리의 변위가 터널의 응답에 미치는 영향을 일련의 개별요소법을 이용하여 수치적으로 규명하였다. 해석에는 절리와 터널의 교차위치, 절리의 강성, 경사, 간격, 그리고 암반과 터널 사이의 인터페이스 강성이 고려되었다. 해석 결과, 절리의 강성이 터널에 가장 지배적인 영향을 미치는 것으로 나타났다. 절리의 간격은 클수록 변위가 국부적으로 집중되어 응답이 증가하는 것으로 나타났다. 절리의 경사는 정적인 경우와는 상반되게 $45^{\circ}$에서 응답이 가장 작게 계산되었다. 이는 전단변형으로 인하여 수직면과 수평면에 큰 전단응력이 작용하여 주응력면이 $45^{\circ}$로 회전하기 때문인 것으로 판단된다. 결과적으로 절리의 경사, 간격, 강성 모두 터널의 응답에 큰 영향을 미치며 특히 간격이 큰 미끈한 수직 또는 수평방향 절리가 터널을 통과하는 경우가 가장 위험한 것으로 나타났다. 또한 터널 라이닝에는 휨응력보다는 전단응력이 큰 폭으로 증가하므로 내진설계 시 이를 반드시 검토해야 할 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.327-344
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• 2024

일반적인 터널 설계 및 해석 시 암반을 등방성으로 가정하나, 등방성 조건에서는 재료특성이 모든 방향에서 균일하므로 터널의 안정성이 높게 평가되는 경향이 있다. 그러나 실제 암반은 절리, 층리, 단층 등 불연속면이 존재하며 방향에 따라 재료의 특성이 다른 이방성 특징을 가진다. 이러한 암반의 이방성은 터널 굴착 시 발생하는 응력 분포에 큰 영향을 미쳐, 불균일한 터널 변형을 유발하고 손상 위험을 증가시키기 때문에 사전에 철저한 분석이 필요하다. 본 연구에서는 암반의 이방성에 따라 굴착 과정에서 발생하는 막장면과 터널이 굴착된 후 수렴된 위치에서 발생하는 변형과 응력 변화에 초점을 두었다. 탄성계수의 비율(E₁/E₂)에 따른 이방성지수(I_E)와 경사각을 변수로 선정하여 3차원 수치해석을 수행하였다. 결과적으로 이방성 지수가 증가할수록 터널에서 발생하는 변위가 증가하고 응력집중 현상이 크게 발생하였으며, 경사면이 터널과 접하는 부분에서 최대 변위가 발생하고 전단응력이 가장 크게 발생하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.152-165
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• 1991

Elasto-plastic and Visco-elastic sytress analyses were conducted for standard cross-section of subway tunnel in Seoul . Considering the procedure of excavation and reinforcement, excavated region was divided to multiple elements. And the progress of tunnel is simulated to be the removal of a series of layerd elements by means of diminishing the stiffness of the portion progressively. Another method is to be free of stress due to excavation instead of stiffness. In the analysis multiple element method was conducted with ADINA program, the stiffness removal method was adopted . For the same model, stress release method was carried out with Visco-Elastic Analysis program developed in Rock mechanics laboratory, Seoul National University(SNU-VBA) . When upper tunnel excavated, displacements in roof were same for two results, but when bottom tunnel removed completely , displacement changes of rock in the stress release method exhibited very small amount compared with stiffness removal method.

• 터널과지하공간
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• 제8권1호
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• pp.46-52
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• 1998

The author conducted new back analysis method using monitoring data to a landslide which occurred around portal. In this case, because the tunnel being located under the sliding plane of the landslide, calculated value from the ordinary back analysis in which considered only stress release by the tunnel excavation didn't fit the measured value. Then, in the new method, a body force as the movement of the landslide mass was added to the ordinary back analysis and good results were obtained. Furthermore, the author carried out stability analysis of the landslide with the data of the back analysis and examined the loosened area and decreasing og the sliding plane strength due to the tunnel excavation.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.931-938
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• 2006

Using high resolution stereoscopic imaging system three digital elevation model of tunnel face is acquired. The images oriented within a given tunnel coordinate system are brought into a stereoscopic vision system enabling three dimensional inspection and evaluation. The possibilities for the prediction ahead and outside of tunnel face have been improved by the digital vision system with 3D model. Interpolated image structures of rock mass between subsequent stereo images will enable to model the rock mass surrounding the opening within a short time at site. The models shall be used as input to numerical simulations on site, comparison of expected and encountered geological conditions, and for the interpretation of geotechnical monitoring results.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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• pp.370-378
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• 2003

Continuous seismic refraction, reflection and echo-sounder surveys conducted at Koyna Project site provided geotechnical information which helped in choosing the alignment for Head race tunnel and in designing and choosing the site for Lake Tap. Seismic refraction survey both on land and in shallow water determined depths to bedrock and helped in inferring the bedrock quality. Seismic reflection survey mapped the subsurface stratigraphy with high resolution. Reservoir-bed and bedrock contours drawn from the results of the survey helped in choosing the tunnel alignment and the lake tap position cost effectively. It was inferred from the results of the survey that the geology and the quality of rock do not change unexpectedly around the site for extension of Head race tunnel and the lake tapping. The bedrock levels evaluated by seismic survey agreed remarkably well with those inferred in boreholes having Rock Quality Designation 90 percent or more.