• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.833-839
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• 2018

Dynamic behaviour of a tunnel is one of the most important issues for the safety and it is generally subjected to the seismic response of the surrounding soil. Relative displacement occurred in tunnel lining during earthquake produces severe damage. Generally, it concentrates at the connecting area when two tunnels are connected in the ground. A flexible segment is a useful device for the mitigation of seismic loads on tunnel lining. In this study, 1-g shaking table tests are performed to investigate the acceleration response for the verification of the effect of flexible segment and to determine the optimum location of the flexible segment for connected tunnels. Four different seismic waves are considered; as a result, peak acceleration is reduced to 49% in case that flexible segment is implemented adjacent to connecting area. It also exhibited that the mitigation of acceleration response is verified in all seismic waves. Additionally, 3-dimensional numerical analysis is performed to compare and verify the results. And the numerical results show good agreement to those of the experimental study.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권11호
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• pp.119-133
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• 2020

지중공동구는 대표적인 개착식 지중구조물로, 지진시 지반의 변위로 인한 지진력이 작용하는 구조물이다. 시설안전기술공단에서는 2020년에 기존 시설물(공동구) 내진성능 평가요령을 제정하여 배포하였다. 본 논문에서는 내진성능평가요령에서 제시하고 있는 두 가지 성능평가방법인 응답변위법과 응답이력해석기법을 소개하고, 대표 공동구에 대해서 두 가지 내진성능평가방법을 적용하여 그 결과를 비교·검토 하였다. 평가에 사용된 공동구는 1988년 건설되어 내진설계가 적용되지 않은 공동구 이다. 응답변위법은 기반면 속도응답스펙트럼으로부터 단일코사인과 이중코사인 방법을 적용하여 내진성능평가를 실시하였다. 응답이력해석은 지반과 구조재료 모두 비선형 거동을 나타낼 수 있는 유한차분해석프로그램을 사용하여 2차원 평면변형율 해석을 시행하였다. 붕괴방지 수준의 지진에 대한 성능평가 결과 응답변위법은 구조물이 탄성범위내 거동하는 것으로 평가되는 반면, 응답이력해석은 구조물 일부에서 소성힌지가 발생하는 결과를 나타내었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.11-20
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• 2021

The seismic deformation method is conventionally used as a seismic design for a multi-utility tunnel in Korea. In the seismic deformation method, the soil ground's natural period is one of the most critical factors for calculating the ground displacement using cosine functions. Correction factors for the natural period and shear wave velocity have been used to consider the non-linearity of dynamic soil properties. However, the correction factors have been issued because the correction factors have not been sufficiently studied to consider Korea's regional conditions. This paper aims to evaluate the natural periods for the seismic deformation method considering Korea's ground conditions. Ground response analysis was performed using seven real earthquake records on twelve sites with different soil conditions where actual multi-utility tunnels are installed. As a result, natural periods of the sites were analyzed and new correction factors were proposed according to seismic performance and Korea's regional conditions.

• Earthquakes and Structures
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• 제17권2호
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• pp.233-244
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• 2019

In this work, we have studied the effects of different soil thicknesses, haunch heights, reinforcement forms and construction technologies on the seismic performance of a composite precast fabricated utility tunnel by pseudo-static tests. Five concrete specimens were designed and fabricated for low-cycle reciprocating load tests. The hysteretic behavior of composite precast fabricated utility tunnel under simulated seismic waves and the strain law of steel bars were analyzed. Test results showed that composite precast fabricated utility tunnel met the requirements of current codes and had good anti-seismic performance. The use of a closed integral arrangement of steel bars inside utility tunnel structure as well as diagonal reinforcement bars at its haunches improved the integrity of the whole structure and increased the bearing capacity of the structure by about 1.5%. Increasing the thickness of covering soil within a certain range was beneficial to the earthquake resistance of the structure, and the energy consumption was increased by 10%. Increasing haunch height within a certain range increased the bearing capacity of the structure by up to about 19% and energy consumption by up to 30%. The specimen with the lowest haunch height showed strong structural deformation with ductility coefficient of 4.93. It was found that the interfaces of haunches, post-casting self-compacting concrete, and prefabricated parts were the weak points of utility tunnel structures. Combining the failure phenomena of test structures with their related codes, we proposed improvement measures for construction technology, which could provide a reference for the construction and design of practical projects.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.58-69
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• 2010

Turkey Eurasia Tunnel Project is large scale road construction project of which the total length is 14.6km. The subsea shield TBM tunnel will be constructed under Bosphorus strait and the project site is in poor condition as composite ground, high water pressure and earthquake. The design procedure of subsea tunnel was introduced with tender design materials. That procedure contains tunnel type, TBM type and the principal design items considering geological condition such as high water pressure, composite ground and seismic area. This paper states the progress for geotechnical investigation, seismic analysis and TBM tunnel design. Analysis for geotechnical investigation is in progress, aseismatic design is going on stability study for liquefaction and structure. In addition, the performance of shield TBM to be considered such as advance rate and improvement of TBM was reviewed. The plan of fire safety was also reviewed with respect to fire protection.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.336-348
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• 2010

한-중 해저터널 후보지로 선정된 대천-원산도 지역의 부지조사를 위해 버블펄서(Bubble pulser) 음원을 이용한 단일채널 탄성파 탐사와 시추조사가 2008년 및 2009년에 수행되었다. 본 연구는 이 단일채널 탐사자료를 정밀 처리하고 시추자료와 연계하여 후보지역의 해저터널 안정성 평가와 시공설계에 필요한 기반암 심도 및 특성을 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 일반적으로 다중채널 탄성파자료에 적용되던 자료처리 기법 중 주파수-파수영역 필터링(F-K filtering)을 적용하여 교류전원잡음 등을 제거하고, 중합후 심도구조보정(post-stack depth migration) 기법을 적용하여 심도단면을 제작하였다. 수행 결과 단일채널 탄성파자료로부터 향상된 심도영역단면을 제작할 수 있음을 확인하였고, 시추자료와 통합 해석을 통하여 조사지역의 개략적인 기반암 분포와 지질특성을 파악할 수 있었다. 단층, 파쇄대 등의 세밀한 구조 파악은 버블펄서 음원과 단일채널 자료의 특성상 어려웠으나, 좀 더 해상도가 높은 탄성파자료가 있을 시 가능할 것으로 보인다. 이에 향후 해저터널 탐사 시 고해상자료를 얻기 위한 추천사항을 수록하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권5호
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• pp.645-655
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• 2017

To determine the seismic applicability of a long-span railway concrete upper-deck arch bridge with concrete-filled steel-tube (CFST) rigid skeleton ribs, some fundamental principles and seismic approaches for long-span bridges are investigated to update the design methods in the current Code for Seismic Design of Railway Engineering of China. Ductile and mixed isolation design are investigated respectively to compare the structural seismic performances. The flexural moment and plastic rotation demands and capacities are quantified to assess the seismic status of the ductile components. A kind of triple friction pendulum (TFP) system and lead-plug rubber bearing are applied simultaneously to regularize the structural seismic demands. The numerical analysis shows that the current ductile layout with continuous rigid frame approaching spans should be strengthened to satisfy the demands of rare earthquakes. However, the mixed isolation design embodies excellent seismic performances for the continuous girder approaching span of this railway arch bridge.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.173-180
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• 2001

지진동으로 인한 개착식터널의 동적 거동특성을 파악하기 위해 Prototype터널 폭이 약 14.2m, 높이가 약 8.5m를 1/40sca1e로 축소제작한 모형체의 진동대 실험을 수행하였으며 본 실험에서는 터널의 토피고 및 원지반의 경사각에 따른 영향을 분석하였으며 이를 동적수치해석결과와 비교 분석하였다. 진동대 실험결과 터널의 토피고가 증가할수록 터널에 발생되는 응력 및 가속도는 감소하는 것으로 나타났으며 이는 터널의 설치심도가 증가할수록 주변지반의 구속효과가 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 또한 원지반의 경사가 완만할수록 터널에 발생되는 응답치는 증가하는 경향을 보이고 있는데 이는 지진동으로 인한 주변지반의 구속효과가 원지반의 영향 보다는 되메움토사의 영향을 지배적으로 받기 때문인 것으로 판단된다. 또한 진동대실험결과 및 상시조건의 구조해석결과와 비교하면 터널의 토피고가 터널직경의 1배(1D)이상 확보되는 조건일 경우, 지진동이 터널에 미치는 영향이 적은 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.503-515
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• 2017

최근 대형화되고 있는 지하구조물은 평상시는 물론 지진시에도 안정성을 확보하여야 한다. 특히 지하구조물 중에서도 해저터널은 지진시 안정성 유지가 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 논문의 목표는 해저터널의 지진시 안정성 유지에 획기적인 시설물 중의 하나인 Flexible segment에 대해서 진동대 시험을 이용한 효용성 검증이다. 검증된 결과를 토대로 3차원 동해석을 통해 Flexible segment의 최적위치를 제안하는 것이 또 다른 하나의 논문 목표이다. 본 연구 수행을 위해 선정한 가상해저터널 단면에 상사율(1:100)을 고려한 1g 진동대 시험(1g Shaking Table Test)을 경주지진파, 인공지진파, 종방향, 횡방향, Flexible segment유무 등을 고려해서 모두 8회 이상 수행하였다. 진동대 시험 수행결과 전 시험 모두에서 Flexible Segment가 해저터널 내진성능향상에 효과가 있음을 확인하였다. 또한 시험적으로 내진성능 향상에 효과가 검증된 Flexible segment의 최적 위치를 선정하기 위하여, 3차원 동적 수치해석을 수행하였다. 그 결과 분기구간에서 Flexible segment를 인접해 설치할 경우 지진가속도가 감쇠하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.333-342
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• 2002

최근 들어 전세계적으로 지진발생빈도가 높아지고 있고 개착식 터널과 같이 설치 심도가 낮고 개착한 부분 즉, 구조물 인접 주변을 뒤채움해야 하는 지중구조물의 경우 지진동에 의한 피해가 상당히 발생하는 것으로 보고되고 있다. 우리나라의 경우도 1990년대 이후 꾸준히 지진발생빈도가 증가하는 경향을 나타내고 있지만 지중구조물에 대한 내진설계기준에 대한 연구가 부족한 편이다. 따라서, 본 연구에서는 지진동 발생시 개착식 터널 주변 뒤채움 및 상부 성토재료 특성에 따라 터널에 미치는 동적거동을 분석하기 위하여 토사와 경량재료인 EPS블럭을 적용, 각각의 대하여 뒤채움 경사별 및 성토고에 따른 진동대 시험을 수행하여 개착식 터널의 내진성능 효율성 분석하였다. 지진동에 의한 발생 변형율 및 터널에 발생되는 휨응력 분석결과 EPS블럭과 같은 경량재료를 혼용하는 것이 내진성능을 향상시키는데 효과적인 것으로 분석되었다.