• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.335-341
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• 2005

대단변 NATM터널에서 지반자체로 막장의 안정을 유지하기 위해 분할굴착공법을 사용한다. 분할굴착을 해야 한다면 더 나은 응력 상태를 유지할 수 있는 분할굴착공법을 강구해야할 것이다. 따라서 본 연구에서는 터널의 단면분할 굴착공법 중 CD굴착 (중벽분할굴착)공법에서 굴착순서에 따른 응력분포를 수치해석적인 방법을 이용하여 검토하고, 막장주변의 응력집중을 최소로 하는 최적의 막장 이격거리와 굴착순서를 도출하였다. 해석에 사용한 프로그램은 국내에서 상용화되고 있는 3차원 연속체 해석 프로그램인 FLAC-3D Ver 2.1을 사용하였고, 암반등급 3과 5에 대해 막장거리 2m, 4m, 6m, ${\cdots}$, 20m, 40m를 적용하여 안정성 검토를 행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.215-226
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• 2015

본 연구에서는 정량적 위험도 평가를 위한 시나리오 구축시 제반인자가 화재안전성에 미치는 영향을 검토하기 위하여 대피로 폭에 따른 하차시간을 분석하고 단면적별로 제연풍속, 제연방향, 대피방향의 상관관계에 따른 화재특성 및 대피특성을 분석하였다. 적용 단면적은 복선고속철도는 $97m^2$, 단선고속철도는 $58m^2$, 단선일반철도는 $38m^2$로 하였으며, 터널풍속은 0.5~3.5 m/s 조건으로 하였다. 본 연구 결과, 터널의 단면적이 작아지면 터널내 유해가스의 농도가 단면적 감소비 이상으로 증가하는 것으로 나타났으며, 단면적이 작은 경우에는 화재초기에서부터 열차주변의 환경이 성능위주설계기준에서 제시하고 있는 한계기준을 초과하는 것으로 나타났다. 대피특성파악을 위한 유효대피시간을 분석에서는 가시도에 의해서 유효대피시간을 평가하는 경우가 가장 짧게 나타났다. 또한 유해가스에 대한 유효호흡분량(FED)을 해석하여 등가사망자가 발생하는 시점을 기준으로 하여 구한 유효대피시간과는 상당한 차이가 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.249-256
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• 2015

현재 목포-제주간 해저터널은 타당성 검토를 위한 기본계획 중에 있으며, 노선의 길이가 108 km인 고속여객 전용선으로 단면형태는 유로터널과 같은 서비스터널을 설치한 단선쌍굴터널로 검토되고 있다. 또한 교통량은 10량 1편성의 열차가 일일 76편/편도 운행하는 것으로 계획하고 있다. 이에 본 연구에서는 터널의 피난연결통로의 적정 간격을 정량적 위험도 평가기법에 의해서 검토하는 것을 목표로 정량적 위험도 평가기법을 정립하였다. 또한 터널의 단면형태를 복선터널(Type 3), 쌍굴터널(Type 1) 및 복선터널을 격벽으로 분리하는 형태의 터널(Type 2)을 대상으로 단면형태별로 적정 피난연결통로 간격을 산정하였다. 본 연구결과, Type 2의 단면이 대피안전확보에 가장 효과적이며, 현행 국내 사회적 위험도 평가기준을 만족하기 위해서는 단면형태별로 350 m (Type 1), 400 m (Type 2), 1,500 m (Type 3)의 피난연결통로 간격이 요구되는 것으로 나타나고 있다.

• 터널과지하공간
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• 제13권6호
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• pp.413-420
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• 2003

본 논문에서는 터널 및 지하공간의 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하는 모델링 기법을 고찰하였다. 첫 번째로 세계적으로 가장 잘 알려져 있는 두 가지 모델, 즉 이론적 접근을 기본으로 하고 있는 CSM 모델과 경험적 접근을 기본으로 하고 있는 NTH 모델의 비교를 수행하였다. 두 번째로는, 특별히 Constant Cross Section 커터를 사용하는 경우의 암석 굴삭 원리를 알아보고, 이 원리를 기본으로 하는 이론적 모델을 전개하여 암석특성과 커터 제원만으로 유도되는 절삭력을 구하는 관계식을 고찰하였다. 세 번째로는 기계화 시공에 있어서 굴진성능을 예측하기 위한 일반적인 모델링 기법을 제시하였다. 마지막으로 미국 Colorado School of Mines의 Earth Mechanics Institute(EMI)에서 개발한 CSM 컴퓨터 모델을 소개하고, 이 모델을 TBM 설계에 적용한 사례를 제시하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.29-37
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• 2008

도로 및 철도 건설에서 적용되는 터널의 단면크기는 $50m^2$에서부터 $200m^2$의 중 대단면 터널이 주를 이루고 있으나, 전력구, 통신구, 광산용 터널, 용수를 위한 도수로터널 등 특수한 용도로 설계, 시공되고 있는 터널에서는 $20m^2$이하의 단면크기를 갖는 경우가 많다. 소단면 터널의 경우에는 협소한 작업공간으로 인하여 적용공법 뿐만 아니라 장비의 사용 또한 제약을 받게 되어 작업효율이 저하되고 공사기간이 늘어나게 되는 등 여러 가지 문제점을 안고 있다. 특히, 에멀젼 폭약을 사용하는 발파에서 먼저 기폭된 발파공의 충격압력에 의해 인접공의 폭약이 예비압축되어 사압현상을 일으키고 잔류약을 발생시키는 사례가 종종 발생하고 있다. 사압현상은 발파의 실패와 함께 2차적인 사고의 위험요인이 될 수 있으므로 이를 방지하기 위한 대책을 수립하여야 한다. 기존 문헌을 통하여 사압현상의 원인과 발생 가능성을 검토하였고, 사압현상이 발생한 소단면 터널현장을 대상으로 그 대책을 수립하여 적용하였다. 심발방법을 변경하여 전단의 충격압력을 견딜 수 있는 공간격을 확보하고 뇌관의 초시간격을 적절하게 배치한 발파패턴을 적용한 결과, 사암현상을 억제하고 잔류약의 발생을 감소시켜 계획 굴진장을 확보하였으며 파쇄석의 크기를 감소시키는 등 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• Wind and Structures
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• 제20권2호
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• pp.275-292
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• 2015

The presence of traffic on a slender long-span bridge deck will modify the cross-section profile of the bridge, which may influence the flutter derivatives and in turn, the critical flutter wind velocity of the bridge. Studies on the influence of vehicles on the flutter derivatives and the critical flutter wind velocity of bridges are rather rare as compared to the investigations on the coupled buffeting vibration of the wind-vehicle-bridge system. A typical streamlined cross-section for long-span bridges is adopted for both experimental and analytical studies. The scaled bridge section model with vehicle models distributed on the bridge deck considering different traffic flow scenarios has been tested in the wind tunnel. The flutter derivatives of the modified bridge cross section have been identified using forced vibration method and the results suggest that the influence of vehicles on the flutter derivatives of the typical streamlined cross-section cannot be ignored. Based on the identified flutter derivatives, the influence of vehicles on the flutter stability of the bridge is investigated. The results show that the effect of vehicles on the flutter wind velocity is obvious.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.637-652
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• 2012

도심지내 기존터널을 단면확대 시공하는 경우, 터널내 교통흐름을 유지하기 위하여 '${\sqcap}$'형태의 프로텍터를 설치한다. 터널내 프로텍터를 설치하면 터널 측벽하부에서 작업공간이 협소하여 록볼트 시공이 불가능해 질 수가 있다. 본 연구는 터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않고 숏크리트만으로 보강하여 터널단면을 확대된 할 경우, 터널구조물의 안정성과 보강되는 최적의 숏크리트 두께를 제시하는데 목적이 있다. 본 연구를 위하여 3차선 NATM 도로터널을 4차선 NATM 도로터널로 확대 시공하는 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다. 수치해석결과, 4차선 NATM 도로터널의 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않은 경우의 천단변위와 상반 내공변위는 록볼트를 시공한 경우와 거의 유사하였다. 다만, 하반 내공변위 및 숏크리트 응력은 록볼트를 시공하지 않은 경우가 록볼트를 시공한 경우보다 최대 0.57 mm 및 최대 1,300 kN/$m^2$ 크게 나타났다. 터널 측벽하부에서 록볼트를 시공하지 않아 추가 발생한 하반 내공변위와 숏트리트 응력은 25 cm인 기본 숏크리트 두께의 20%(25 cm${\rightarrow}$30 cm)만 증가시켜도 저감시킬 수 있다.

• Wind and Structures
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• 제12권5호
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• pp.413-424
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• 2009

A series of wind tunnel free-decay sectional model dynamic tests were conducted to examine the effects of torsional-to-vertical natural frequency ratio of 2DOF bridge dynamic systems on the aerodynamic and dynamic properties of bridge decks. The natural frequency ratios tested were around 2.2:1 and 1.2:1 respectively, with the fundamental vertical natural frequency of the system held constant for all the tests. Three 2.9 m long twin-deck bridge sectional models, with a zero, 16% (intermediate gap) and 35% (large gap) gap-to-width ratio, respectively, were tested to determine whether the effects of frequency ratio are dependent on bridge deck cross-section shapes. The results of wind tunnel tests suggest that for the model with a zero gap-width, a model to approximate a thin flat plate, the flutter derivatives, and consequently the aerodynamic forces, are relatively independent of the torsional-to-vertical frequency ratio for a relatively large range of reduced wind velocities, while for the models with an intermediate gap-width (around 16%) and a large gap-width (around 35%), some of the flutter derivatives, and therefore the aerodynamic forces, are evidently dependent on the frequency ratio for most of the tested reduced velocities. A comparison of the modal damping ratios also suggests that the torsional damping ratio is much more sensitive to the frequency ratio, especially for the two models with nonzero gap (16% and 35% gap-width). The test results clearly show that the effects of the frequency ratio on the flutter derivatives and the aerodynamic forces were dependent on the aerodynamic cross-section shape of the bridge deck.

• Wind and Structures
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• 제24권5호
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• pp.481-500
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• 2017

A novel three-degree-of-freedom (DOF) forced vibration system has been developed for identification of aeroelastic (self-excited) load parameters used in time-domain response analysis of wind-excited flexible structures. This system is capable of forcing sinusoidal motions on a section model of a structure that is used in wind tunnel aeroelastic studies along all three degrees of freedom - along-wind, cross-wind, and torsional - simultaneously or in any combination thereof. It utilizes three linear actuators to force vibrations at a consistent frequency but varying amplitudes between the three. This system was designed to identify all the parameters, namely, aeroelastic- damping and stiffness that appear in self-excited (motion-dependent) load formulation either in time-domain (rational functions) or frequency-domain (flutter derivatives). Relatively large displacements (at low frequencies) can be generated by the system, if required. Results from three experiments, airfoil, streamlined bridge deck and a bluff-shaped bridge deck, are presented to demonstrate the functionality and robustness of the system and its applicability to multiple cross-section types. The system will allow routine identification of aeroelastic parameters through wind tunnel tests that can be used to predict response of flexible structures in extreme and transient wind conditions.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권5호
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• pp.407-419
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• 2018

In order to investigate flow characteristics after water inrush from the working face in process of karst tunnel construction, numerical calculation for two class case studies of water inrush is carried out by using the FLUENT software on the background of Qiyueshan tunnel. For each class water inrush from the tunnel face, five cases under different water-inrush velocity are simulated and researched. Three probing lines are selected respectively in the left tunnel, cross passage, right tunnel and in the height direction of the tunnel centerline. The variation characteristics of velocity and pressure on each probing line under the five water-inrush velocities are analyzed. As for the selected four groups probing lines in the tunnels, the change rules of velocity and pressure on each group probing lines under the same water-inrush velocity are discussed. Finally, the water flow characteristics after inrush from the tunnel face are summarized by comparing the case studies. The results indicate that: (1) The velocity and pressure change greatly at the intersection area of the cross passage and the tunnels. (2) The velocity nearby the tunnel side wall is the minimum, while it is the maximum in the middle position. (3) The pressure value of every cross section in the tunnels is basically fixed. (4) As water-inrush velocity increases, the flow velocity and pressure in the tunnels also increase. The former is approximately proportional to their respective water-inrush velocity, while the latter is not. The research results provide a theoretical basis for making scientific and rational escape routes.