• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.301-308
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• 1999

The construction of great deep tunnels has become an important part in tunnel construction especially in the mountain area. Therefore, it is necessary to establish the proper method of the stability analysis for great deep tunnels. In this paper presents the study result on the followings: (1) Evaluation of practical problem on the stability analysis of great deep tunnels. (2) Proposal of the proper on method for great deep tunnels analysis considering the depth of overburden. (3) Understanding of the ground behavior of the great deep tunnel through the sensitivity analysis and the parametric study.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.712-716
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• 2006

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-17
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• 2024

터널 굴착으로 인한 지반의 거동 분석은 대변형 영역의 거동을 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 TBM 터널 굴착으로 인한 주변 지반에 대한 영향을 실제 현장 조건과 동일 조건에서 분석하기 위하여 대변형 유한요소 해석을 수행하였다. 지반의 대변형 거동을 모사하고 예측함에 있어 가장 널리 활용되는 두 가지 해석 기법 - coupled Eulerian Lagrangian (CEL)과 auto-remeshing (AR) 기법 - 을 적용하여 TBM 굴착 과정을 모사하였고 그에 따른 주변 지반에 발생하는 손상영역의 범위를 예측하였다. 굴착손상영역의 범위는 두 기법을 통해 도출된 결과와 굴착손상영역을 정의하는 실험적인 기준을 종합하여 추정하였다. 해석 결과, 두 대변형 해석 기법을 이용하여 도출된 굴착손상영역은 서로 비슷한 크기로 수렴하였고, 기존 연구의 실험 및 계측을 통해 확인된 굴착손상영역 크기와 모양, 경향과도 일치하는 것으로 나타났다. 굴착 되는 지반의 RMR 등급이 좋을수록 굴착손상영역의 크기는 더 커지고, 터널의 직경과는 정비례하는 것으로 나타났다. 반면에, 터널의 심도가 깊을수록 지반의 구속압이 커져서 굴착손상영역은 상대적으로 작게 형성되는 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제8권3호
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• pp.323-359
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• 2015

This paper presents an elasto-plastic model for determination of the ground response curve of a circular underwater tunnel excavated in elastic-strain softening rock mass compatible with a nonlinear Hoek-Brown yield criterion. The finite difference method (FDM) was used to propose a new solution to calculate pore water pressure, stress, and strain distributions on periphery of circular tunnels in axisymmetric and plain strain conditions. In the proposed solution, a modified non-radial flow pattern, for the hydraulic analysis, is utilized. To evaluate the effect of gravitational loads and variations of pore water pressure, the equations concerning different directions around the tunnel (crown, wall, and floor) are derived. Regarding the strain-softening behavior of the rock mass, the stepwise method is executed for the plastic zone in which parameters of strength, dilatancy, stresses, strains, and deformation are different from their elasto-plastic boundary values as compared to the tunnel boundary values. Besides, the analytical equations are developed for the elastic zone. The accuracy and application of the proposed method is demonstrated by a number of examples. The results present the effects of seepage body forces, gravitational loads and dilatancy angle on ground response curve appropriately.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권6호
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• pp.639-652
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• 2012

A three-dimensional discrete fracture network model was developed in order to simulate the hydraulic characteristics of a granitic rock mass at Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) Underground Research Tunnel (KURT). The model used a three-dimensional discrete fracture network (DFN), assuming a correlation between the length and aperture of the fractures, and a trapezoid flow path in the fractures. These assumptions that previous studies have not considered could make the developed model more practical and reasonable. The geologic and hydraulic data of the fractures were obtained in the rock mass at the KURT. Then, these data were applied to the developed fracture discrete network model. The model was applied in estimating the representative elementary volume (REV), the equivalent hydraulic conductivity tensors, and the amount of groundwater inflow into the tunnel. The developed discrete fracture network model can determine the REV size for the rock mass with respect to the hydraulic behavior and estimate the groundwater flow into the tunnel at the KURT. Therefore, the assumptions that the fracture length is correlated to the fracture aperture and the flow in a fracture occurs in a trapezoid shape appear to be effective in the DFN analysis used to estimate the hydraulic behavior of the fractured rock mass.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.499-509
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• 2016

최근들어 지하공간의 활용이 빈번해지면서 도심지 터널의 수요가 급증하고 있다. 토피가 얕고 연약한 지반에 시공되는 도심지 터널에서는 굴진면에서 다양한 형태의 굴진면 변위가 발생할 수 있으며 이로 인해 터널이 3차원 거동하여 종방향 하중전이의 영향이 클 수 있다. 굴진면에서는 분할 굴착, 토피, 지반의 불균질성 등에 의해 다양한 형태의 변위가 발생할 수 있고, 이에 따라 지반의 이완형태는 물론 주변지반으로 전이되는 하중의 분포 형태와 크기가 다양하게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널 굴진면의 변위거동을 등변위, 상부 큰 변위, 하부 큰 변위로 이상화하여 모형시험을 수행하였으며, 이를 분석하여 굴진면의 변위와 터널 상부 지반의 종방향 하중 전이를 집중적으로 연구하였다. 연구 결과 굴진면의 변위형태에 따라 굴진면에 작용하는 토압은 물론 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기와 분포형태가 다르게 나타났다. 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기는 굴진면 변위가 등변위 형태일때에 가장 크고 하부 큰 변위 형태일때와 상부 큰 변위 형태일때의 순서로 작아졌다. 또한 토피고가 낮아지면 터널 종방향 하중전이가 굴진면 근접부에 집중되어 발생되지만 토피고가 일정값 이상으로 커지면 하중전이 영역이 넓어지는 것으로 나타났다.

• Smart Structures and Systems
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• 제21권5호
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• pp.623-635
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• 2018

In order to study the mechanical behavior of shield tunnel segments during assembly stage, the in-situ tests and FDM numerical simulation were conducted based on the Foguan Shiziyang Tunnel with large cross-section. Analysis for the load state of the assembling segments in different assembly steps as well as the investigation for the changing of inner forces and longitudinal stress of segments with assembling steps were carried out in this paper. By comparing the tested results with the simulated results, the conclusions and suggestions could be drawn as follows: (1) It is the most significant for the effects on axial force and bending moment caused by the assembly of adjacent segment, followed by the insertion of key segment while the effects in the other assembly steps are relative smaller. With the increasing value of axial force, the negative bending moment turns into positive and remains increasing in most monitored sections, while the bending moment of segment B1and B6 are negative and keeping increasing; (2) The closer the monitored section to the adjacent segments or the key segment, the more significant the internal forces response, and the monitored effects of key segment insertion are more obvious than that of calculation; (3) The axial forces are all in compression during assembling and the monitored values are about 1.5~1.75 times larger than the calculated values, and the monitored values of bending moment are about 2 times the numerical calculation. The bending moment is more sensitive to the segments assembly process compared with axial force, and it will result in the large bending moment of segments during assembling when the construction parameters are not suitable or the assembly error is too large. However, the internal forces in assembly stage are less than those in normal service stage; (4) The distribution of longitudinal stress has strong influence on the changing of the internal forces. The segment side surface and intrados in the middle of two adjacent jacks are the crack-sensitive positions in the early assembly stage, and subsequently segment corners far away from the jacks become the crack-sensitive parts either.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.179-188
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• 2002

본 연구는 한 경부 고속철도 터널의 NATM 굴착에 의한 2 arch 확공 굴착 시 발생되는 진동 및 응력의 변화가 터널 및 인근 사면에 미치는 영향을 사전에 파악하여 안정성을 검토하는 데에 그 목적이 있다. 지반물성치를 산정하기 위해 시추공 조사, TV검층 및 속도검층을 실시하였다. 2차원 해석을 통해 불확실한 지반의 물성을 변수로 간주하고 가능한 범위 내에서 해석을 수행함으로서 특정한 지반 물성이 입력 정수로서 결정되었다. 정적 및 발파 진동에 의한 준-정적(pseudo-static)안전율을 계산하였으며, 3차원 해석을 통해 터널굴착으로 인한 터널 및 터널 주변의 거동과 터널 지보재의 적정성 여부를 조사하였다.

• 산업기술연구
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• 제24권A호
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• pp.239-250
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• 2004

Numerical analysis were performed to investigate the stability and internal movement of tunnel located beneath the base of abutment of bridge according to the method of supporting tunnel. Two supporting methods of the multi-staged grouting method with steel pipes and the large diameter of pipe supporting method were used in the centrifuge model tests. The slip form of model lining, specially built to simulate the process of tunnel excavating under the condition of accelerated g-level, was used in the centrifuge model tests. Four centrifuge model tests were performed, changing the supporting methods of the multi-staged grouting method with steel pipes and the large diameter of pipe supporting method and the location of model abutment base of bridge. For internal displacement of tunnel, movements of the crown. The left and the right sides of spring line were measured during the proceeds of excavating tunnel in centrifuge model tests. Test results were compared with numerically estimated values of internal displacement of tunnel by using the commercially available FEM software of PENTAGON-3D. It was found that they were in good agreements and the large diameter of pipe supporting method was more stable than the multi-staged grouting method with steel pipes with respect to the internal movement of tunnel.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.197-204
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• 2007

터널은 굴착에 의해 지반의 변형을 일으키며, 지보를 설치하고 시간이 지남에 따라 점차 안정화된다. 터널 굴착이 지반 거동에 미치는 영향은 계측지점과 막장간의 거리가 증가함에 따라 감소한다. 터널의 변위가 수렴하여 안정화되는 시점을 예측할 수 있다면, 안정화 이후 이루어지는 여러 공정들을 앞당김으로써 시간적, 경제적 손실을 줄일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 변위 수렴 시점을 예측하기 위하여 관리도 기법을 적용하였다. 퇴적암을 기반으로 하는 터널에 대한 관리도 판정 결과, 막장에서부터의 거리가 최대 100 m 이내에서 변위가 수렴하였다.