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- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
13권 2호
초록
현재 국내터널에 주로 사용되는 공법은 NATM(New Austrian Tunneling Method)으로 원지반의 강도를 유지하고 보강하는 수단으로 록볼트, 숏크리트, 지보재를 이용하여 암반굴착 직후 원지반의 지지능력을 최대로 활용하여 지반을 안정화시킴으로 터널의 안전성을 유지시키는 공법이다. 과거에는 철망(wire mesh)보강 숏크리트가 주로 사용되었으나 시공기술의 발전을 통한 공기향상을 목적으로 현재는 강섬유보강 숏크리트(steel fiber reinfored shotcrete)가 국내 대다수 터널현장에 사용되고 있다. 그러나 터널 현장의 강섬유보강 숏크리트가 시공된 벽면의 강섬유 혼입량을 조사한 결과, 대부분 예상보다 부족한 것으로 측정되어 이에 대한 시방기준의 수립과 강섬유 부족구간의 보강대책의 필요성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 강섬유 혼입량 부족 대한 터널의 안정성 확보 및 문제점을 보완하기 위해 새로운 형태에 강섬유보강재를 개발하려고 한다.
Abstract
Currently, the commonly used tunneling method in Korea is NATM (New Austrian Tunneling Method). This method uses the rock bolt, shotcrete, and supporting system to maintain the strength of original soil and ensures the stability of tunnel by stabilizing the soil using the original strength of the soil in maximum after the excavation. In past years, wire-mesh reinforced shotcrete was common ones but currently steel-fiber reinforced shotcrete is being widely used for the tunnel construction site in Korea to save construction time with the advanced construction technology. The results further indicate that needs for the establishment of not only the specifications for shotcrete but the strengthening methods for the under reinforced shotcrete sections. Therefore, this study deals with the development of a new steel-fiber to ensure the stability of tunnels that are under reinforced with steel-fibers and to overcome the shortcomings of conventional method.
초록
산악터널이 건설되는 지역에 있는 우물이나 작은 하천들은 흔히 주민들의 일상생활용수원으로 사용되고 있다. 이때 터널이 굴착됨에 따라 우물의 수위 저하와 같은 문제들이 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 설계단계에서 터널 주위의 지하수에 대한 부정적인 영향을 경감시키기 위해 MODFOLOW와 같은 수치모델링 기법을 사용하여 터널내 지하수 유입량과 지하수위 저하 지역에 대한 평가를 실시하였다. 또한 수문학적인 방법에 의해서 터널주변 지역의 지하수의 용수량을 평가하였다.
Abstract
It is not uncommon that private wells and small streams are used for daily life in the regions where mountain tunnels are located. Then serious social problems such as well water level fall, being attributable to tunnel excavation can occur. In the design stage, firstly we evaluated that the quantity of leakage water into tunnels. And groundwater drawdown area was simulated using numerical modeling such as MODFLOW to reduce adverse effects on life environment around tunnel. In addition we also used hydrological method to evaluate the groundwater change of tunnel area.
초록
최근 들어 방재 및 환경훼손 측면을 고려하여 병설터널의 시공 사례가 증가하고 있다. 병설터널의 굴착 시 필라(Pillar)부에 응력이 집중되어 터널의 안정성이 저하된다. 필라부의 거동에 대한 기존 연구들은 주로 수치해석과 실내 모형실험을 통한 병설터널의 거동평가 및 지표침하 경향 분석 등에 국한되어 있어서, 필라부의 정량적 안정성 평가에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 병설터널의 필라폭이 터널의 안정성에 미치는 영향을 정량적으로 살펴보았다. 이를 위해 토피고가 다른 두 단면에 대해 전단강도 감소법을 이용한 수치해석적 방법으로 구한 터널 전체 안전율, Matsuda 등이 제안한 식을 이용하여 구한 필라부 국부안전율, 및 필라부의 강도/응력비를 산정하고 결과를 분석하였다. 합리적인 병설터널의 필라부 설계를 위해, 평균 강도/응력비, Matsuda 제안식에 의한 안전율, 수치해석적으로 구한 전체 안전율이 독립적으로 사용되기보다는 유기적으로 사용되어야 할 것으로 판단되었다.
Abstract
Recently, considering the aspects of disaster prevention and environmental damage, the construction of a twin tunnel is increasing. When constructing a twin tunnel, the stresses are concentrated at the pillar so that stability of the tunnel is decreased. Since the previous studies on the behavior of a twin tunnel pillar are mainly restricted to the estimation of the tunnel behavior and the analysis of surface settlement, there is a limit to a quantitative stability estimation of the pillar. Therefore, it was quantitatively investigated how the pillar width of a twin tunnel affects its stability. To ensure this end, global tunnel safety factors obtained numerically using shear strength reduction technique, local safety factors of a pillar using the equation that Matsuda et al. suggested, and strength/stress ratios of the pillar were estimated and their results were analyzed for two sections with different rock covers. For a reasonable design of atwin tunnel pillar, it was turned out that strength/stress ratio, the local pillar safety factor, and global tunnel safety factor should be used interrelatedly rather than independently.
초록
국가 경제규모의 성장과 더불어 단위 건설현장도 대형화, 복합화 되어 가고 있는 추세이다. 이에 따라 건설현장에서는 효율적인 프로젝트 관리를 위하여 자재, 장비, 인력 등의 자원에 관한 실시간 정보파악의 요구가 증가하고 있다. 최근 건축분야에서는 다양한 위치추적 센서를 활용한 시공관리에 대한 연구가 이루어지고 있다. 하지만 토목분야에서는 이러한 연구가 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 터널 시공 방법 중 NATM 공법을 대상으로 위치추적이 가능한 센서를 활용하여 자재를 이용한 진도관리와 장비와 인력간의 안전관리에 있어서 실제 현장에 활용 가능한 방법을 제시하였다. 각 공정의 자재를 이용한 진도관리 방안과 사람과 장비의 거리를 통한 안전관리 방안을 제시하였다. 센서를 부착할 진도관리용 자재를 선정하고, 위치좌표를 계산하기 위한 TOA방식의 무선측위기술과 무선랜을 이용하여 터널 현장에 무선 네트워크 시스템을 구축하였다. 이를 바탕으로 터널 현장에 적용 가능한 모델을 제시하였으며, 현장 예비 시험과 현장시험을 통하여 시스템을 검증하였다.
Abstract
Construction sites are becoming larger and complex with the growth of national economy. Accordingly, it is important to identify real-time information about materials, equipments, and manpower during construction at sites. Even though research utilizing position tracking sensors has been conducted in architectural engineering fields, this area of research is almost nil in civil engineering fields. Therefore, a feasibility study to find a way to apply position tracking sensors to an in-situ tunnel construction site adopting conventional tunnelling method is performed in this study. A methodology is proposed that the progress management of the tunnelling work can be monitored by checking construction materials needed at job site and the safety management system can be assessed by checking distance between in-situ workers and construction equipments. The most representative materials were identified so that IT technology can be applied by attaching and monitoring sensors to the selected materials. Also, time of arrival (TOA) for a position determination technology along with a wireless network technology was chosen and build wireless network system. The adopted methodology was applied to an in-situ tunnelling site, and verified the usefulness of the proposed system.
초록
최근 장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체 재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 본 연구에서는 FRP 복합부재의 거동특성 파악을 위한 수치해석적 사전검토 연구를 토대로, 터널 지보구조물로서 활용성 분석을 위한 FRP와 콘크리트 합성부재에 대한 하중재하 실험을 수행하였다. 또한 역학적 거동분석을 위하여 동일 조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 하중재하 실험 및 수치해석결과, FRP와 콘크리트 합성부재는 두 부재 계면의 휨 인장에 의한 전단거동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.
Abstract
Utilization of the fiber reinforced polymer (FRP) material has been increased as alternative in a bid to supplement the problems with general construction materials such as long-term problems corrosion, etc. However, there are still many problems in using a linear-shaped FRP material for a tunnel lining structure which has arch-shape in general. In this study, the loading tests for the FRP-concrete composite member was carried out to evaluate their applicability as a tunnel reinforcement material, which are based on the results from preliminary numerical studies for identifying the behavioral characteristics of FRP-concrete composite member. Moreover, numerical analysis under the same condition as applied in the loading tests was again conducted for analysis of mechanical behavior of the composite member. As a result of the load test and numerical analysis, it appears that the FRP-concrete composite member is greatly subject to shear movement caused by bending tension acting on the interface between two constituent members.