• 터널과지하공간
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• 제19권1호
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• pp.19-30
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• 2009

비파괴 물리탐사 방법의 일종인 충격반향법 조사는 터널 구조물의 시공 중 품질관리 및 시공 후 구조물의 건전성을 파악하기 위한 안전진단 분야에 널리 사용되고 있다. 충격반향법은 특히 철근콘크리트로 시공된 라이닝에 대하여 라이닝의 두께나 터널 배면 공동 등 내부 상태를 파악하는데 가장 효과적인 비 파괴탐사 방법이다. 본 연구는 현장적용 사례 연구의 일환으로 철근 콘크리트 라이닝의 도로터널, NATM공법으로 시공된 지하철 터널, 재래식 공법으로 시공된 도로터널 등 구조 및 형식이 다른 여러 가지 터널에 대하여 충격반향법 조사를 실시하였다. 충격반향법 탐사 결과를 기존 설계도서, 코어링 자료 및 다른 탐사자료와 대비하였을 때 서로 잘 일치하였고 충격반향법 탐사결과의 신뢰도를 확인할 수 있었으며, 시간-주파수 분석은 구조물 내부 특성에 대한 추정을 보다 용이하게 하였다. 1차원적인 한 지점에서의 수직하부 정보를 구하는 통상적인 주파수 영역에서의 충격반향법 자료해석과 더불어 2차원적인 심도단면도를 구하는 탐사법 적용은 구조물을 보다 정확하게 영상화할 수 있기 때문에 구조물 내부에 대한 신뢰도 높은 정보 파악이 가능하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.451-461
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• 2010

장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 따라서, 본 연구에서는 섬유강화 복합부재를 일정곡률로 인발성형 할 수 있는 신개념의 곡면 FRP 부재 성형장비를 개발하고 시제품을 생산하였으며, 시제품에 대한 물리적 특성 시험을 수행하였다. 이어, 곡면 FRP 시제품과 합체되어 제작된 콘크리트 복합부재에 대한 수치해석 검토 및 분석을 통하여 시제품의 터널 구조체로써의 적용성을 평가하였다. 수치해석적 적용성 검토 결과, 곡면 FRP 부재를 터널 구조물로 적용함에 있어서 터널 안정성을 충분히 확보할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.159-181
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• 2012

본 논문에서는 쉴드 터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하는 방법에 대한 비교연구를 다루었다. 현재 쉴드 터널 라이닝의 부재력 산정에는 이론해에 근거한 산정식을 적용하고 있다. 쉴드 터널 시공 시 사용되는 콘크리트 세그먼트는 동일한 강성으로 이루어진 구조물이 아닌 이음부를 가지는 구조물이므로 모든 요소를 고려하여야 하나 현재의 설계 실무에서는 세그먼트라이닝의 구조해석 모델이나 설계하중 및 세그먼트 이음부의 영향 등에 대한 정확한 검증 없이 과거의 국내외의 설계 자료를 관행적으로 적용해왔다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 현재 사용하고 있는 쉴드 터널 세그먼트 해석 및 설계 모델 중 관용계산방법과 Duddeck & Erdmann 모델을 이론식으로 해석을 수행하여 비교 하였고 수치해석에 의한 설계모델 중 보-스프링 모델과 연속체모델의 해석을 수행하여 상호 비교를 통해 세그먼트 라이닝의 설계에 적합한 구조모델을 검토하였다.

• 한국터널공학회:학술대회논문집
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• 한국터널공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.233-247
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• 2005

Most tunnel lining material which has been used in the domestic is a concrete. But many problems as the construction period, the cost, and the crack occurrence for the design, construction, and management were happened in the concrete lining. For this reason, many research institutes like the Korea Highway Corporation recognize the necessity of an alternate material development and grow on the interest for that. So in this study, the seismic behaviour characteristics for the application of the Corrugated Steel Plate Lining in cut-and-cover tunnel are evaluated as several conditions for the backfill height, the cutting slope, and the relative density of backfill soil are changed. The compressive stress which is calculated in the Corrugated Steel Plate Lining by the seismic load is decreased as the backfill height increases and the cut slope grows gentle. Also, the moment shows the tendency of decrease according to the increase of the backfill height. But in the case of the relative density of the backfill soil is small, the moment increases according to the increase of the backfill height and affects the dynamic behaviour characteristic. So it is considered that the relative density of the backfill soil is also the important point. As the result in analyzing the seismic response characteristics of the reinforcement spacing of the Corrugated Steel Plate, the variation in the compressive force is hardly happened, but the moment and the shear force increase on the reinforcement spacing being narrow.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.329-336
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• 2008

도심지 생활 편의를 위한 효율적인 교통 네트워크가 요구되고 있다. 그러나 과밀한 교통 네트워크는 교통체증은 물론 지반환경에 좋지 않은 영향을 주고 있어 터널 및 지하공간에 대한 효율적인 사용과 개발이 요구된다. 지난 20년간 전세계에서 많은 터널 화재사고가 발생하였으며, 그 결과 인명 및 구조물 피해는 물론 경제적으로 큰 손실을 초래하였다. 산악터널의 경우에는 화재 발생에 따른 터널 라이닝의 손상이 터널 안전성에 큰 영향을 주지는 않을 것이다. 그러나, 쉴드터널, 침매터널, 개착터널의 콘크리트 라이닝은 구조부재로 사용되는 관계로 화재 발생이 터널 붕괴로 이어지는 위험성을 안고 있다. 본 연구의 목적은 새롭게 개발된 시멘트계 내화재료로 피복된 터널 철근 콘크리트 라이닝의 내화성능을 평가하기 위함이다. 콘크리트 라이닝 시편을 대상으로 독일의 RABT 내화곡선(최고온도 $1,200^{\circ}C$), 네델란드의 RWS 내화곡선(최고온도 $1,350^{\circ}C$)을 이용하여 실험을 실시하였으며, 그 결과 RABT 내화곡선 하에서는 30mm의 내화피복만으로도 우수한 내화성능을 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.319-329
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• 2016

최근 대형화되고 있는 지하구조물은 평상시는 물론 지진시에도 안전성을 확보하여야 한다. 지하구조물의 특성상 지진시 지반운동의 크기와 관성력이 작고 일산 감쇠가 커서 지상구조물에 비해 지진에 유리하나 최근 발생한 지진에서 심각한 피해 사례를 경험한 바 있다. 따라서 지하구조물의 지진시 응답특성에 대한 보다 정밀한 접근이 필요하다. 본 연구에서는 호남~제주 해저터널의 가상단면에 대한 내진해석을 수행하여 지진시 터널 구조물의 응답특성을 분석하였다. 그 결과, 지진시 터널 라이닝에 발생하는 부재력은 파쇄대 및 연약대 구간에서 증가하는 것으로 나타났다. 또한 축방향 변형 시에는 단면이 큰 터널에서 라이닝의 부재력이 크게 산정되었으나 횡방향 변형 시에는 단면이 큰 터널에서 라이닝의 부재력이 작게 산정되는 경향을 보였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권1호
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• pp.17-27
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• 2023

Taking a subway shield tunnel in a certain section of Zhengzhou Metro Line 5 as an example, the field tests of shield cutting cement-soil monopile composite foundation were carried out. The load and internal force of the tunnel lining under the action of composite foundation were tested on-site and the distribution characteristics and variation laws of earth pressure around the tunnel under the load holding state of the composite foundation were analyzed. Five different load combinations (i.e., overburden load theory + q₀, Terzaghi's theory + q₀, Bierbaumer's theory + q₀, Xie's theory + q₀, and the proposed method (the combination of compound weight method and Terzaghi's theory) + q₀) were used to calculate the internal force of the tunnel structure and the obtained results were compared with the measured internal force results. The action mode of earth pressure on the tunnel lining structure was evaluated. Research results show that the earth pressure obtained by the calculation method proposed in this paper was more consistent with the measured value and the deviation between the two was within 5%. The distribution of the calculated internal force of the tunnel structure was more in line with the distribution law of field test data and the deviation between the calculated and measured values was small. This effectively verified the rationality and applicability of the proposed calculation method. Research results provided references for the design and evaluation of shield tunnels under the action of composite foundations.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.970-979
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• 2006

Construction of underground structure requires higher standard of planning and design specifications than in surface construction. However, high construction cost and difficult working environment limit design level and construction quality. One of the most sensitive factors to be considered are infiltration and external pore-water pressures. Development of pore-water pressure may accelerate leakage and cause deterioration of the lining. In this paper, the development of pore-water pressure and its potential effect on the linings are investigated using physical model tests. A simple physical equipment model with well-defined hydraulic boundary conditions was devised. The deterioration procedure was simulated by controlling both the permeability of filters and flowrate. Development of pore-water pressure was monitored on the lining using pore pressure measurement cells. Test results identified the mechanim of pore-water pressure development on the tunnel lining which is the effect of deterioration of drainage system. The laboratory tests were simulated using coupled numerical method, and shown that the deterioration mechanism can be reproduced using coupled numerical modelling method.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권12호
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• pp.33-39
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• 2022

본 논문은 터널을 구성하고 있는 구성요소(지보재, 주변지반)들의 열화로 인한 터널의 장기거동을 수치해석을 이용하여 예측/분석하였다. 터널의 구성요소들은 시간이 지남에 따라 열화를 겪게 된다. 이러한 열화로 인해 터널의 장기적인 안정성을 예측하는 것은 매우 중요한 이슈이다. 따라서 본 연구에서는 열화를 예측하는 모델을 제시하였으며, 이 모델은 두 개의 파라미터로 구성되어 있다. 그 중 하나는 부재 및 주변지반의 열화로 인해 남아있는 잔류강도를 나타내며, 나머지 하나는 열화되는 모양을 표시한다. 제안한 열화 모델을 이용하여 수치해석을 수행하여 터널의 장기거동을 예측하였다. 그 결과 열화로 인해 터널 주변 지반의 이완응력이 증가하여 터널의 장기적인 안정성에 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.