• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.575-586
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• 2015

NATM터널의 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반하중을 산정하는 방법으로 수치해석적 기법인 지반-라이닝 상호작용모델(Ground-Lining Interaction Model, GLI 모델)에 의한 지반하중 산정방법이 제안되었다. 그러나, 기존의 GLI 모델은 지반과 지보재 또는 콘크리트 라이닝 사이에 존재하는 계면(Interface)의 구조적 역할을 반영하지 못하였다. 이에 본 연구에서는 기존의 GLI 모델에 계면요소를 반영하여 보다 실제에 가까운 모델로 구현하였다. 그리고, 지반조건 및 토피별 지반하중을 수치해석을 통해 산정하고 기존의 GLI모델 지반하중 상관식을 수정하여 제안하였다. 연구결과, 기존 모델에 비해 계면요소 반영시 지반하중은 토피두께에 따라 IV등급 지반조건에서는 평균 88~106%, 풍화토 지반조건에서는 평균 47~57% 수준으로 감소하였다. 본 연구결과로 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반하중을 실제에 가까운 모델로 산정할 수 있으며, 상관식을 이용하여 일관되고 경제적인 설계가 가능하게 될 것으로 예상된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.593-596
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• 2006

Recently, as it has greatly increased the demand on the serviceability of subway, cable tunnel, the stability of the tunnel structures has been attracting the concern of engineers and researchers. The purpose of this study is to idently the various characteristics of lining concrete in subway structures. The nondestructive technique such as the surface hardness method and the extend of carbonation by phenolphthalein indicator and chemical analysis due to XRD are considered. Also, the concrete core was cut in three pieces per tunnel for the exact evaluation of strength.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.125-137
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• 2003

본 연구에서는 복개 터널구조물의 라이닝 설치 후 되메움 성토과정에서 라이닝에 발생하는 토압 크기및 분포 등의 거동특성을 파악하기 위하여 실제 복개 터널구조물의 시공현장에서 현장 계측을 수행하였다. 현장계측은 토압계, 콘크리트 응력계, 철근 응력계의 세 종류의 계측기를 매설하여 측정하였다. 토압계는 라이닝의 원주방향을 따라 매설하며 터널 라이닝에 작용하는 외부 하중을 측정하였다. 세 개의 토압계는 천단부와 터널 횡단면의 중심축을 기준으로 좌 · 우측 어깨부 45도 지점에 각각 설치하였다. 철근 응력계는 라이닝에 배근된 복철근에 한 셋트씩 세 곳에 설치하였으며 설치 위치는 토압계의 설치 위치와 동일하게 하였다. 콘크리트 응력계는 천단부 상단 압축측 단면의 한 곳에만 설치하였다. 현장 계측 결과를 이용하여 되메움 성토 과정에 발생하는 라이닝의 변형과 라이닝 외부 작용 토압의 거동 특성을 살펴보았으며, 이론적 추론으로 계측결과의 타당성을 검토하였다

• Advances in Computational Design
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• 제5권4호
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• pp.417-443
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• 2020

Tunnels have been an integral part of human civilization. Due to complexity in its design and structure, the stability of underground structures under extreme loading conditions has utmost importance. Increased terrorism and geo-political conflicts have forced the engineers and researchers to study the response of underground structures, especially tunnels under blast loading. The present study has been carried out to seek the response of tunnel structures under blast load using the finite element technique. The tunnel has been considered in quartzite rock of northern India. The Mohr-Coulomb constitutive model has been adopted for the elastoplastic behaviour of rock. The rock model surrounding the tunnel has dimensions of 30 m x 30 m x 35 m. Both unlined and lined (concrete) tunnel has been studied. Concrete Damage Plasticity model has been considered for the concrete lining. Four different parameters (i.e., tunnel diameter, liners thickness, overburden depth and mass of explosive) have been varied to observe the behaviour under different condition. To carry out blast analysis, Coupled-Eulerian-Lagrangian (CEL) modelling has been adopted for modelling of TNT (Trinitrotoluene) and enclosed air. JWL (Jones-Wilkins-Lee) model has been considered for TNT explosive modelling. The paper concludes that deformations in lined tunnels follow a logarithmic pattern while in unlined tunnels an exponential pattern has been observed. The stability of the tunnel has increased with an increase in overburden depth in both lined and unlined tunnels. Furthermore, the tunnel lining thickness also has a significant effect on the stability of the tunnel, but in smaller diameter tunnel, the increase in tunnel lining thickness has not much significance. The deformations in the rock tunnel have been decreased with an increase in the diameter of the tunnel.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.41-50
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• 2010

터널 구조물은 다른 사회간접시설과 마찬가지로 시공과정에서부터 사용연한까지 지속적으로 안전성이 확보되어야 한다. 특히, NATM 공법으로 시공되는 터널 콘크리트 라이닝은 터널의 외장재로 취급되어 왔지만, 근년에 와서 노후화된 터널의 콘크리트 라이닝에서 발생하는 심각한 구조적 균열에 대한 문제가 야기되면서 터널의 장기적인 안전성을 유지하는 최종 지보수단인 구조재로 고려되고 있다. 콘크리트 라이닝 천단부의 종방향 균열 발생은 콘크리트 시공방법과 같은 연관관계를 가지고 있다. 콘크리트 라이닝 타설시 강재 거푸집의 천단부 부터 콘크리트를 주입함으로 콘크리트가 측벽 쪽으로 유동하면서 충전되어 천단부 라이닝 콘크리트는 마지막으로 콘크리트가 타설되기 때문에 천단부의 상부에 공동이 발생할 우려가 크며, 이로 인해 콘크리트 라이닝의 두께도 부족하게 되는 경우가 발생한다. 본 연구에서는 터널 콘크리트 라이닝에서 여러 요인으로 발생하는 균열을 보다 효율적으로 제어하기 위하여 콘크리트 라이닝에서 발생하는 균열 특성, 기존 강섬유보강 콘크리트 라이닝과 복합섬유보강 콘크리트 라이닝의 수치해석적 접근을 시도하였다. 즉, 터널 라이닝 천단부에 강섬유와 복합섬유의 혼입률에 따른 콘크리트 라이닝 부재의 파괴하중과 변위에 대하여 분석하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.1023-1030
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• 2002

From the early 1980s, the New Austrian Tunnelling Method (NATM) has been developed as a one of the standard tunneling method in Korea. Approximately 10 years ago, wet-mix shotcrete with sodium silicate accelerator (waterglass) was introduced and widely used to tunnel lining and underground support. However, this accelerator had some disadvantages due to the decrease of long-term strength compared to plain concrete (without accelerator) and low quality of the hardened shotcrete. In order to compensate for these disadvantages, recently developed alkali-free accelerator has been successfully demonstrated in numerous projects and applications as a new material to make tunnels more durable and safer. An experimental investigation was carried out in order to verify the strength behavior of wet-mix Steel Fiber Reinforced Shotcrete (SFRS) with alkali-free accelerator. Compressive strength, flexural strength and equivalent flexural strength were measured by testing specimens extracted from the shotcrete panels. From the results, wet-mix SFRS with alkali-free accelerator exhibited excellent strength improvement compared to the conventional shotcrete accelerator.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.13-21
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• 2003

콘크리트 라이닝의 안정성을 검토하기 위해 지난 수년간 많은 연구가 이루어졌으며, 많은 비파괴 조사 기법들이 개발되고 발전하였다. 이러한 비파괴 조사 기법들은 그 신호 해석 과정에서 대부분 푸리에 이론을 근간으로 하고 있다. 그러나 진동신호에 대하여 푸리에 해석을 적용할 경우 결과는 단지 주파수 영역상에서 확인될 뿐이며, 이러한 결과로는 정확한 대상 신호의 분석을 기대할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 충격하중으로 인하여 발생한 비정상 파의 해석을 위하여 웨이블릿 이론을 적용하였으며, 웨이블릿 변환의 적용성을 확인하기 위하여 콘크리트 라이닝을 모사한 모형을 대상으로 실험을 수행하고, 제안된 이론을 바탕으로 콘크리트 라이닝의 두께를 추정하였다. 본 연구로부터 푸리에 변환에 비해 웨이블릿 변환이 뛰어난 분해능을 제공함을 확인할 수 있었으며, 분산성을 갖는 파를 해석함에 있어서도 웨이블릿 변환이 뛰어난 신호 해석법임을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.79-88
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• 2012

본 연구에서는 Terzaghi 수정표, Terzaghi 이론식과 본 논문에서 제안하고자 하는 지반-라이닝 상호 작용(Groundining Interaction) 모델을 적용하여 다양한 암반등급, 토피고 및 측압계수($K_0$)의 변화에 따라 콘크리트 라이닝에 작용하는 이완하중의 영향을 비교분석 하였다. 본 연구 결과, Terzaghi 수정표는 토피고와 측압계수의 영향을 반영할 수 없었으며 Terzaghi 이론식은 토피고와 측압계수의 영향은 적으며 연암 및 토사지반에서만 적용이 가능하였다. 지반-라이닝 상호작용(G.L.I) 모델은 다양한 암반등급에서 적용 가능할 수 있었으며 토피고와 측압계수의 영향까지도 고려할 수 있었다. 특히, G.L.I 모델은 Terzaghi 방법에 비해 풍화토 지반에서 최대 약 30% 정도의 이완하중 감소효과가 있었으며, 특히 40m이하 저토피와 측압계수 1.0이상일 경우 효과가 높았다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.323-333
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• 2005

최근 세계적으로 터널 및 지하구조물에 대형화재가 발생하고 있으며 이로 인해 경제 사회적으로 심각한 손실이 발생하고 있는 실정이다. 이처럼 폐쇄된 공간인 터널 및 지하구조물내 화재 발생 시 구조체의 강도저하로 인한 붕괴 및 인명피해 뿐만 아니라 사회기반시설인 교통망을 장시간 끊어놓게 되는 등 큰 문제를 야기한다. 이에 본 연구에서는 터널에 화재 발생시 구조물 안정성에 대한 한국도로공사 관련 시방 규정을 도출하기 위한 기초 자료를 구축하는 것으로서 콘크리트의 폭열 방지에 효과적인 것으로 알려져 있는 폴리프로필렌 섬유를 혼입한 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트를 이용하여 터널내 화재시 터널 콘크리트 라이닝의 폭열 현상에 대한 방지를 위한 실험을 실시하였다. 본 연구결과 폴리프로필렌 섬유의 혼입률에 따른 모르타르의 내화시험결과를 토대로 폭열이 일어나지 않는 폴리프로필렌 섬유 혼입률을 0.2%~0.25% 인 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.33-45
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• 2007

본 연구에서는 발파 시 발생되는 지반진동이 인접한 터널 지보재의 안정성에 미치는 영향을 분석하고, 발파진동에 의한 터널의 역학적 안정성을 허용진동속도를 기준으로 검토하였다. 기존에 제시된 미광무국과 서울지하철에서 제시한 이론식, 그리고 수치해석 프로그램을 사용하여 허용진동속도를 초과하지 않는 발파이격거리를 산정하였고, 발파시 콘크리트 라이닝과 록볼트의 거동을 평가하였다. 콘크리트 라이닝의 구조적 안정성에 미치는 발파진동영향은 미미한 것으로 나타났으나, 록볼트에 미치는 영향은 상대적으로 크다는 것을 알 수 있었다.