• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.229-240
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• 2007

터널 및 지하공간 시공 중 일상계측에서의 계측관리 효율성 및 고급의 내공변위 분석을 위해 3차원 광파기, 선단앵커정착형 타겟부착장치, 절대변위 계측관리 프로그램으로 구성된 3차원 절대변위 계측시스템을 구축하였다. 본 연구를 통해 3차원 절대변위 계측에 필요한 광파기의 종류와 사양을 제시하였고, 기존 타겟부착장치의 문제점을 개선한 선단앵커정착형 타겟부착장치에 대한 성능시험을 수행하여 우수한 시준거리와 측정정밀도를 확인하였다. 또한 절대변위 계측관리 프로그램에 대한 현장성능시험을 수행하여 얻어진 경향선/영향선 등 다양한 분석방법을 활용하여 막장전방의 연약대 존재 예측이 가능하였고, TSP탐사결과와 비교하여 정확성을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.92-102
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• 2022

대표적인 지중구조물인 터널시설물의 거동 특성을 평가하기 위해 다양한 수치해석 모델을 활용할 수 있다. 일반적으로 수치해석시 가장 많이 사용한 Mohr-Coulomb 모델은 탄성-완전소성 거동 모델로 하중증가-하중감소 단계시 변형 특성이 동일하여, 굴착해석의 경우 변위가 현장 상황과 다르게 나타날 수 있는 문제점이 있다. 그에 비해 HS-small Strain Stiffness 모델은 지반별 적용 범위가 넓으며, 초기탄성계수 및 비선형곡선 파라미터 하중증가-하중감소 단계의 탄성계수 등을 입력 가능하게 하여 흙의 변형 특성이 현장 조건에 맞게 해석 가능하다고 알려져 있다. 하지만 토목 기술자들은 지반의 특성 계수 추정의 어려움으로 인해 재료 비선형 특성을 적용 가능한 모델의 사용에 어려움이 있다. 본 연구에서는 토목 기술자들이 터널 수치해석시 일반적으로 적용하는 Mohr-Coulomb 모델과 지반 비선형성을 고려 가능한 HS Small strain Stiffness 모델을 적용한 내진성능평가 결과 값을 비교하여 합리적인 모델 선택의 필요성을 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권2호
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• pp.177-186
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• 2005

최근 들어 일본과 같이 지진주의 발생 국가 뿐만 아니라 전세계적으로 지진발생빈도가 높아지고 있다. 진동대 실험 및 수치해석 분석결과 경사가 1:1.2에서 1:0.6으로 갈수록 즉, 원지반과 터널 경사가 수직에 가까워질수록 지진동에 의해서 터널에 발생되는 변형율이 상대적으로 더 감소하는 경향을 나타내었다. EPS블럭을 뒤채움하고 그 상부로 토사를 단계별 복합 성토하는 각 조건들에 대한 진동대 실험 결과 (경사 1 : 0.6) 에 의하면 EPS블럭 뒤채움 높이 0 D조건 즉, 터널 천단부 높이까지 EPS블럭을 설치한 후, 그 상부로 0.25D높이로 토사를 성토하였을 경우가 여러가지 시험조건들 중 0.154 g인 지진동 조건에 대한 발생응력이 가장 작게 발생하였으며 실험결과와 해석결과의 상관관계를 비교한 결과, 지진동에 의해 발생된 휨응력은 10~20%정도 실험치가 전반적으로 과대평가되는 것으로 분석되었지만 실험치와 해석치 모두 EPS블럭의 뒤채움 높이가 높아질수록 발생 휨응력이 감소하는 경향을 동일하게 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.61-70
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• 2004

최근 현장 타설 콘크리트 터널 라이닝의 시공 및 유지관리상 문제점을 개선하기 위해 노르웨이에서 개발된 프리캐스트콘크리트라이닝에 대한연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 북유럽지역에서는 지진이 거의 발생되지 않기 때문에 PCL공법 적용시 지진하중으로 인한 영향을 고려하지 않았다. 따라서 PCL공법을 국내에 도입하기 위해서는 지진하중으로 인한 PCL의 영향분석을 선행하여야 할 것으로 판단되어 본 연구에서는 지진하중으로 인한 PCL의 안정성 검토를 수행하고자 하며 이를 위해 실물을 1/5로 축소한 모델체에 대한 진동대 실험을 수행하였으며 PCL의 내진성능평가를 수행하였다. 연구결과, 대섬도터널에서 PCL공법을 적용할 경우, 국내의 내진설계 기준에 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.361-374
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• 2018

최근 국내에서 공용중인 국도터널의 효율적 관리를 위해 IT 기반의 터널 통합관리 시스템을 구축하여 운용 중에 있다. 이 시스템은 지진에 대한 관리 기능이 포함되어 있지 않기 때문에 지진에 대한 신속한 대응과 내진 보강 대상 구간을 선별하는 것이 불가능하다. 특히, 1999년 이후부터 설계 및 시공된 터널은 재현주기 1000년(붕괴방지수준)을 기준으로 내진설계가 되어 있기에 이 이상의 지진이 발생할 경우 구조물에 대한 안정성은 별도의 평가가 필요한 실정이다. 그러나 다양한 지진규모에 대해 안정성 평가를 수행하려면 물리적으로 많은 시간이 소요되므로 보다 간편하게 평가할 수 있는 방법이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 지진에 대한 평가를 간편하게 수행할 수 있는 경험적 간편식을 제안하고자 하였다. 이를 위해 1차원 지반응답해석을 수행하여 지반 변위를 계산하였고, 응답변위법의 2가지 방법(해석해와 수치해석)을 사용하여 지진 시 터널의 안정성을 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.143-159
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• 2017

지진하중으로 초래되는 지하터널 구조물의 손상에 대한 위험도를 예측하기 위해 이 논문에서 확률론적 취약도 평가절차를 개발하였다. 특히 지진취약도 평가에 필수 요소인 취약도곡선의 유도를 위하여 단순화된 방법론을 정립하는 데 중점을 두었다. 지반-구조물상호작용(SSI) 효과를 고려한 구조물의 동적응답거동을 추정하기 위해서 지중구조물에 대한 지반응답가속도법(GRAMBS)을 제안기법에 적용하였다. 또한, 푸시오버 해석을 통해 터널의 손상상태를 정의하고 라틴하이퍼큐브 샘플링(LHS) 기법을 사용하여 설계변수와 관련된 불확실성을 고려하였다. 적용된 기법의 개념을 보다 상세하게 설명하기 위하여 설계스펙트럼을 만족하도록 생성된 다수의 인공지진운동에 대해 수치해석을 수행하고 취약도곡선을 개발하였다. 두 매개변수 대수정규분포 함수로 지진 취약도곡선을 표현하는데, 여기서 두 매개변수인 중앙값과 대수표준편차는 최우추정(MLE)법을 사용하여 산정하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.685-703
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• 2017

최근, 도심지에 초고층 아파트, 롯데월드타워와 같은 초고층빌딩의 수가 증가하면서 말뚝기초에 작용하는 풍하중, 지진하중, 토압 등 수평하중의 중요성이 높아지고 있다. 또한 도심지의 지상공간이 포화되면서 발생하는 다양한 문제를 해결하기 위하여 지하공간 개발은 유용한 해결책으로 언급되고 있다. 따라서 도심지 지하공간 개발에서 터널굴착에 대한 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝의 거동, 지하공간의 개발을 모사하는 터널굴착과 관련된 연구는 많은 연구자들에 의해 수행되고 있다. 하지만, 수직하중과 수평하중을 받는 말뚝과 터널굴착으로 야기되는 상호거동에 관한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 따라서, 본 연구에서는 도심지의 상황을 반영하여 수직하중과 수평하중을 받는 기존 구조물 하부에 터널을 굴착함으로써 야기되는 말뚝의 거동을 실내모형시험, 근거리사진계측 및 수치해석을 통해 비교 및 분석하였다. 말뚝과 터널의 수평이격거리(0.0D, 1.0D, 2.0D: D = 터널직경)와 허용수평하중의 크기($0.34P_{ah}$, $0.67P_{ah}$, $P_{ah}$)에 따라 총 9 CASES로 분류하여 터널굴착에 따른 말뚝의 축력과 거동을 관찰하였다. 그 결과 말뚝과 터널의 수평이격거리가 가까울수록 말뚝은 터널 굴착의 영향을 크게 받는 것을 알 수 있었고 수평이격거리가 멀어질수록 터널굴착의 영향보다는 허용수평하중의 영향을 더 크게 받는 것을 알 수 있었다. 또한, 수평이격거리가 증가하고 허용수평하중의 크기가 증가할수록($P_{ah}$) 말뚝 축력의 변화양상이 크게 발생하는 것을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.567-576
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• 2017

본 연구에서는 지반보강용 시멘트-페이스트에 초음파를 조사하여 온도변화, 점도, 일축압축강도, 육안관측 시험을 통해 초음파가 시멘트-페이스트에 어떠한 물리적 특성을 변화시키는지에 대하여 고찰하였다. 실험에 사용된 w/c는 50~100%까지 다양하게 진행하였으며, 그라우트재의 온도변화는 ${\pm}2^{\circ}C$내에서 범위를 벗어나지 않도록 조절하여 실험을 진행하였다. 실험결과 온도변화는 초음파 조사시간에 비례하여 일정하게 증가하였고, 초음파를 조사한 지반보강용 시멘트-페이스트 점도는 최대 40%까지 감소하는 것으로 나타났다. 일축압축강도는 평균 30% 증가하였으며 육안관측시험에서도 초음파를 조사한 시멘트-페이스트의 단면이 공극이 많이 감소하는 양상을 보였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제15권6호
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• pp.717-733
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• 2003

A time domain method is presented for soil-structure interaction analysis under seismic excitations. It is based on the finite element formulation incorporating infinite elements for the far field soil region. Equivalent earthquake input forces are calculated based on the free field responses along the interface between the near and far field soil regions utilizing the fixed exterior boundary method in the frequency domain. Then, the input forces are transformed into the time domain by using inverse Fourier transform. The dynamic stiffness matrices of the far field soil region formulated using the analytical frequency-dependent infinite elements in the frequency domain can be easily transformed into the corresponding matrices in the time domain. Hence, the response can be analytically computed in the time domain. A recursive procedure is proposed to compute the interaction forces along the interface and the responses of the soil-structure system in the time domain. Earthquake response analyses have been carried out on a multi-layered half-space and a tunnel embedded in a layered half-space with the assumption of the linearity of the near and far field soil region, and results are compared with those obtained by the conventional method in the frequency domain.

• 터널과지하공간
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• 제15권5호
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• pp.338-343
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• 2005

본 연구는 가행중인 석회석광산에서 측정된 발파진동을 이용하여 응답스펙트럼을 분석하였으며 국내 원자력 관련 구조물의 내진설계 기준과 비교하였다. 연구에 이용된 발파진동 개수는 수평성분 및 수직성분 각각 43개이다. 국내 원자력시설물의 내진기준인 Reg. Guide 1.60과 비교한 결과 약 20Hz를 중심으로 고주파 영역에서 발파진동에 의한 MPOSD 스펙트럼 및 Mean 스펙트럼 값이 Reg. Guide 1.60보다 값이 높게 나타나고, 약 20Hz를 중심으로 저주파수 영역에서는 값이 현저하게 낮게 나타나고 있다. 구조물 피해를 최소화를 위한 시험발파를 통한 최대 지반진동값을 적용하는 것도 중요하지만 각종 구조물에 대한 영향을 복합적으로 해석하기 위해 응답 스펙트럼 특성을 부가하여 적용할 필요가 있다.