• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.79-87
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• 2003

현행 지중전력선관로 건설시에 사용되는 표준공법은 관과 관사이의 거리를 l0cm 이격시켜 관로를 매설함에 따라 공정이 복잡하고, 경제적이지 못해 이에 대한 개선공법으로 관사이의 좌우이격거리를 없앤 접촉관 공법을 제안하였으며, 이 두 공법의 거동특성과 안정성을 비교$.$평가하고 지중매설관의 변형에 영향을 미치는 주요인자를 분석하기 위해 실규모 현장 실증실험을 수행하였다. 실험에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장아래 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm 지점에 PE파형관이 각 공법형태에 맞게 매설되고, 외부하중으로 DB-24차량의 후륜하중 9.6ton이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 실험 결과, 지중매설관의 변형은 주로 시공과정중에 발생하는 것으로 나타났고, 특히, 모래되메움 공정 및 쇄석 포설 완료후에 변형이 가장 크게 발생하는 것으로 계측되었다. 그리고, 접촉관과 이격관 공법의 변형을 비교해 보면, 이격된 부분에 채워진 되메움재의 수동토압에 의한 저항압에 의존한 이격관 공법이 관과 관이 직접 접촉하여 관의 강성이 저항압으로 작용하는 접촉관 공법에 비해 변형이 작게 발생하는 것으로 분석되었다. 더불어 KS-C8455의 허용변형률 3.5%에 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm에 묻힌 매설관이 공법 및 다짐방법에 관계없이 만족하는 변형률값을 보이고 있어 안전성을 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.243-250
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• 2000

지하박스구조물을 개착식으로 시공할 때에는 토공을 최소화하여 지반을 굴착하고 구조물을 설치한 후에 되메움하므로 지반굴착면과 구조물사이의 되메움 공간이 크지 않다. 따라서 구조물의 상부슬래브와 외측벽에 작용하는 토압의 크기와 분포형상은 구조물의 거동에 큰 영향을 미치며, 되메움 폭과 굴착면의 형상 및 토피두께 등에 따라 다르다. 본 연구에서는 원지반을 굴착한 후 구조물을 설치하고 잔여 굴착공간을 되메움하여 지하박스 구조물을 건설하는 시공 과정을 FLAC을 이용하여 수치해석하고 그 결과를 Marston-Spangler등의 이론과 silo 이론 및 모형실험 결과와 비교하였다. 결과적으로 상부슬래브에 작용하는 연직토압이 슬래브중앙에서는 토피하중과 같으나 구조물의 가장자리에서는 되메움 폭과 굴착면의 경사 및 토피의 두께 등에 따라 이보다 작거나 커졌고, 외측벽에 작용하는 수평토압은 정지토압보다 작았으며, 깊이에 따라 비선형적으로 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.217-226
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• 1993

이 연구는 지진시 지하공동의 붕괴로 인한 지표면 함몰에 관련된다. 지하공동의 붕괴로 인한 침하량은 공동의 깊이, 모래의 단위중량, 기초의 크기와 형태, 지진강도 그리고 공동의 크기에 따라 달라진다. 본 연구에서는 함몰의 정도의 추정, 함몰에 영향을 미치는 요소의 해석, 그리고 절대침하와 부등침하 그리고 회전성침하로 인한 구조물 손상에 대한 확률을 계산하는 프로그램을 개발하였다. 본 연구의 얻어진 결과에서 공동의 깊이가 일정하고 폭이 증가함에 따라 파괴면의 각과 공동의 유효계수는 모래의 단위중량보다 침하계수에 영향을 적게 미쳤다. 그리고 같은 조건에서 절대침하와 부등침하에 대한 구조물의 손상확률은 증가하였고 회전성침하에 대한 손상확률은 감소하였다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.93-103
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• 2000

지하저장공동에 설치되는 콘크리트 플러그는 가능한 모든 하중조건에 대해 안정하게 유지됨은 물론 저장된 유류의 외부 유출과 지하수의 과다 유입을 방지하는 기능을 수행하여야 하므로 지하 유류비축기지의 건설 및 운영 단계에서 매우 중요한 역할을 한다. 플러그가 시공되고 나면 외부와의 접촉이 모두 차단되게 되므로 플러그가 그 기능을 제대로 발휘하기 위해서는 설계단계에서부터 역학적 및 수리적 고려가 이루어져야한다. 따라서 본 연구에서는 2차원 및 3차원 유한 차분프로그램인 FLAC과 FLA $C^{3D}$를 사용하여 플러그에 대한 역학적 및 수리적 해석을 실시하였다. 먼저 측압계수의 변화, 심도의 변화, 플러그의 형상변화, 암반과 콘크리트 접촉면의 상태변화, 굴착손상권의 발생 등 다양한 조건하에서 플러그의 거동 변화에 대한 역학적 해석을 실시하였으며, 2차원 해석조건과 동일한 조건을 가진 3차원 모델을 구성하여 그 결과를 2차원 해석과 비교, 검토하였다. 또한 플러그의 쐐기깊이 변화에 따른 수리해석을 실시하여 그 결과를 비교하였다.다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권3호
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• pp.259-272
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• 2022

Rockburst is a dynamic, multivariate, and non-linear phenomenon that occurs in underground mining and civil engineering structures. Predicting rockburst is challenging since conventional models are not standardized. Hence, machine learning techniques would improve the prediction accuracies. This study describes decision based uncertainty models to predict rockburst in underground engineering structures using gradient boosting algorithms (GBM). The model input variables were uniaxial compressive strength (UCS), uniaxial tensile strength (UTS), maximum tangential stress (MTS), excavation depth (D), stress ratio (SR), and brittleness coefficient (BC). Several models were trained using different combinations of the input variables and a 3-fold cross-validation resampling procedure. The hyperparameters comprising learning rate, number of boosting iterations, tree depth, and number of minimum observations were tuned to attain the optimum models. The performance of the models was tested using classification accuracy, Cohen's kappa coefficient (k), sensitivity and specificity. The best-performing model showed a classification accuracy, k, sensitivity and specificity values of 98%, 93%, 1.00 and 0.957 respectively by optimizing model ROC metrics. The most and least influential input variables were MTS and BC, respectively. The partial dependence plots revealed the relationship between the changes in the input variables and model predictions. The findings reveal that GBM can be used to anticipate rockburst and guide decisions about support requirements before mining development.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.557-567
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• 2007

아파트의 지하주차장은 보 아래로 각종 설비 배관이 배치되기 때문에 층고가 $300{\sim}400mm$ 정도 추가로 필요하다. 본 연구에서는 설비 배관에 의한 층고 증가를 방지할 수 있도록 설비 배관이 배치되는 부분의 깊이를 줄이고 대신 강재 보를 매입하여 보강한 PC 보의 상부를 현장콘크리트로 타설하여 마무리하는 하이브리드 보 (hybrid beam)를 제안하였다. 그리고 이 하이브리드 보의 휨 거동을 검토하기 위해서 강재 의의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 시공 단계 및 콘크리트 양생 후인 합성 단계, 슬래브 및 전단연결재 포함 여부 등을 주요 실험 변수로 실물 실험체 9개를 제작하고 휨 실험을 수행하였다. 그 결과, 본 연구에서 제안한 하이브리드 보는 합성 단계인 경우 강재 보의 형상, 보의 깊이를 줄인 부분의 길이, 슬래브 및 전단연결재의 포함 여부에 관계없이 설계 내력을 상회하는 우수한 휨 거동을 보여주는 것을 확인하였다. 시공 단계에서는 구조적 안정성 및 시공 품질의 확보를 위하여 가설 지지대 (support)가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.235-253
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• 2018

지하관거 균열로 인한 지하수의 흐름은 주변 지반의 토사유실을 야기하여 관거 인접 지반에서의 공동발생, 나아가 지반함몰(싱크홀) 원인이 된다. 본 연구는 관거의 균열을 모사하는 모형시험을 통해 비점착성 지반에 위치한 지중 비압력 관거의 균열로부터 비롯되는 지반함몰 메커니즘과 이로 인한 파괴모드를 조사하였다. 토사유실 및 함몰 영향인자로서 균열크기, 관거유속, 지하수위, 토피고 그리고 지반구성재료 등을 채택하여 이들 인자들이 함몰거동에 미치는 영향을 조사하였다. 각 인자들에 따른 지반파괴의 형상(파괴모드)과 지반유실량을 분석한 결과, 토피고와 지하수위가 일치하는 경우 최종파괴모드는 침식각이 불연속적으로 변화하는 'Y'형으로 관찰되며, 지하수위가 더 높게 위치하는 경우 침식각이 일정한 파괴면 형상인 'V'형으로 나타난다. 토피고가 증가하는 경우의 파괴형상에서 토피고 영향에 무관한 길이와 토피고에 따라 점진적으로 증가하는 폭을 갖는 수직함몰구간이 형성되는 결과를 얻었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.120-129
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• 2012

최근 친환경적 광산 개발에 대한 사회적 요구에 따라 갱외 시설물도 갱내화하는 경향이 있다. 지하 광산 구조물은 보통 높이보다 폭이 큰 공간을 필요로 하기 때문에 안정성 평가가 중요하다. 본 연구에서는 강도감소법을 이용하여 안전율을 분석하고, 강도감소법과 다변량 회귀분석을 조합하여 지하 광산 구조물의 규모 결정을 위한 수치해석적 설계의 접근방법을 수행하였다. 설계 매개변수는 암반의 전단강도와 측압계수 그리고 지하 광산 구조물의 폭과 설치심도이다. 지하 광산 구조물의 안정성은 입력된 매개변수의 서로 다른 조건하에서 강도 감소법으로 계산된 안전율의 개념으로 평가되었으며, 다양한 다변량 회귀분석을 통해 안전율에 대한 적합한 함수를 얻었다. 최종적으로 최적의 회귀모델을 사용하여 지하 광산 구조물의 규모 결정에 있어서의 초기 설계 정보를 제공하는 도표를 제안했다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.640-655
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• 2018

최근 도심지 공사가 급증하여 기존 지하구조물의 상부에서 지반굴착 공사가 빈번하게 이루어지고 있다. 특히 지반굴착 후 구조물이 시공되는 경우 굴착 저면 하부 지반 내에서 하중 제하, 재하 과정이 반복되므로 기존 지하구조물에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 지반굴착으로 인한 기존 지하구조물의 안정을 유지하기 위해서는 인접부에서의 굴착 및 구조물 하중에 의한 영향을 정확히 파악해야 한다. 본 연구에서는 기존터널 상부에 지반 굴착 및 신규 구조물 하중이 가해지는 경우를 실험적으로 구현하여 인접시공이 기존 터널에 미치는 영향을 파악하였다. 이를 위해 실제 크기의 1/5로 축소한 대형모형시험기를 제작하여 굴착저면과 터널 천단 간의 거리를 일정하게 유지한 체 지반굴착, 구조물 하중의 폭, 기존 터널 중심과 지반 굴착 저면 중심과의 이격거리에 따른 영향을 파악하였다. 연구 결과, 동일 하중 크기에 대하여 굴착 깊이가 깊어질수록 기존 터널에 더 큰 영향을 작용하는 것을 확인하였다. 동일 이격거리에서 기존 터널에 영향은 건물하중 폭 증가에 따라 터널 내공변위가 최대 3배까지 증가하는 것을 확인하였다. 건물하중 폭의 영향이 굴착 깊이보다 더 크게 나타났다. 또한 수평으로 이격하는 경우는 터널 중심에서 1.0D 이격되면 터널 천단변위가 48% 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이로부터 기존 터널 상부에 터파기 시공 위치에 따른 영향이 가장 크게 발생하는 위치는 1.0D (D: 터널직경)인 것으로 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.483-494
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• 2022

도심지 지상공간의 포화로 인한 지하공간 개발은 지속적으로 증가하고 있으며, 지하공간은 교통, 상하수도, 통신구, 전력구 및 각종 복합 문화 공간으로 활용되고 있다. 지하공간을 굴착하는 대표적인 방법으로 국내에서는 NATM (New Austrian Tunneling Method)과 같은 화약을 이용한 발파 공법이 주로 사용되어왔다. 하지만, 발파 공법은 터널 굴착 시 진동과 소음을 유발하기 때문에 굴착 인근 지역 주민들의 민원이 많이 발생한다. 최근 도심지 대심도 지하공간 굴착공사가 증가하고 있어 발파 진동과 소음 저감을 위한 근본적인 노력과 기술이 필요로 되고 있는 상황이다. 본 연구에서는 GTX-A 노선 일부구간의 현장 발파 진동 계측자료 및 지반조사자료와 설계자료를 활용하여 동일 발파, 터널조건에서 심도에 따른 발파 진동 변화를 수치해석을 통해 예측하고자 한다. 또한 발파 위치 직상부로부터의 이격거리에 따라 발파 진동의 감소 경향을 분석하여 주택가와 같은 인구 밀집 지역으로부터 필요한 이격거리를 제시하고자 한다.