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ACOMS+ 및 학술지 리포지터리 설명회

  • 한국과학기술정보연구원(KISTI) 서울분원 대회의실(별관 3층)
  • 2024년 07월 03일(수) 13:30
 

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유광호(수원대학교) pp.291-304
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초록

최근 국내에는 해저터널에 대한 관심이 높아지고 있다. 심부에 시공되는 해저터널의 경우에는 높은 수압의 영향을 무시할 수 없다. 이러한 해저터널의 안정성을 위하여 그라우팅보강 등이 필요하다. 따라서 본 연구는 해저터널의 시공 시 그라우팅으로 인해 발생하는 차수효과와 전단강도 증가효과가 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 RMR 분류법을 기준으로 할 때 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역의 범위와 투수계수 및 점착력을 달리하여 민감도 분석을 위한 2차원 수리-역학적 연계해석을 수행하였다. 해석결과의 분석을 통해 해저터널의 그라우팅으로 인한 강도증가와 차수로 인해 증가되는 수압의 상호관계를 조사하였다.

Abstract

Recently concern for subsea tunnels is increasing. The effect of high water pressure can not be ignored in the case of a deep subsea tunnel. Reinforcement like grouting is necessary for the stability of such a subsea tunnel. In this study, therefore, it was investigated how the water barrier and shear strength increment resulted from grouting had an effect on the stability of a subsea tunnel. To this end, 2 dimensional hydro-mechanical coupled analyses were performed for a sensitivity analysis in terms of different range, permeability coefficient, and cohesion of grouting reinforcement for the rock classes I, III, and V with respect to RMR system. The mutual relationship between strength increment and water pressure increased by barrier effect due to grouting was investigated by analyzing the numerical results.

이용주(서울과학기술대학교) ; 황재윽(서울과학기술대학교) pp.305-317
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본 연구는 기존 모형말뚝에 인접하여 터널을 굴착하는 경우 발생하는 모형말뚝에 대한 거동연구로 이를 규명하기 위해 모형실험과 수치해석을 수행하였다. 해석 결과, 모형터널의 굴착 정도인 지반손실에 따라 수직하중을 받고 있던 모형말뚝에 수직 및 수평변위가 동시에 발생하였으며, 이로 인해 모형말뚝이 기울어지는 현상이 발생하였다. 이러한 모형말뚝의 기울기 정도는 터널굴착으로 인한 지반손실, 터널중심으로부터 말뚝 선단부까지의 이격거리와 말뚝 선단부의 지지층 조건에 따라 크게 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 도심지 터널굴착을 계획함에 있어 인접한 기존 말뚝의 위치에 따른 지반거동뿐만 아니라 말뚝 자체의 거동도 반드시 분석하여 상부구조물의 손상을 최소화해야 한다.

Abstract

In this study, both the model test and the numerical analysis were carried out to figure out the physical behaviour of the model pile during the tunnelling. As a result, both the vertical and the horizontal displacements were simultaneously occurred in the model pile which is subjected to the working load during the volume loss. Consequently, the phenomenon of inclination took place in the model pile. The degree of inclination of the model pile depends on volume loss due to tunnel excavation, pile tip’s offset from the tunnel centre, and bearing ground conditions in which pile tip is located. Therefore, in the planning stage of urban tunnelling not only the ground behaviour with respect to the pile locations, but also the physical behaviour of pile itself should be carefully analysed to avoid damage of adjacent buildings.

김대영(현대건설(주) 기술연구소) ; 이홍성(현대건설(주) 기술연구소) ; 심보경(현대건설) pp.319-345
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한랭지에 건설된 터널의 경우 터널 주변지반 지하수의 동결은 동절기 터널 배수 장애의 원인이 되며 라이닝을 내공측으로 압출시키는 원인으로 작용하기도 한다. 노르웨이 등 해외에서는 이미 한랭지에 건설되는 터널의 동해방지를 위한 단열기준을 가지고 있으나 국내에서는 아직까지 터널 라이닝 동해방지를 위한 단열설계가 도입되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 국내 도로터널의 동결 사례를 고찰하여 터널 라이닝 동해방지 대책이 필요함을 파악하였다. 또한 터널 주위의 온도분포를 파악하기 위해 화악터널에서 터널 종단길이에 따른 온도분포, 라이닝 내부의 온도, 포장면 하부지반의 온도분포를 계측하였으며 이로부터 외기 온도변화에 따른 터널 내부 온도 분포 특성을 분석하였다. 화악터널의 온도분포 계측 결과를 바탕으로 단열재의 성능시험을 위해 인공기후실에서 단열재 설치 유무에 따른 암석시편의 열유동 실험을 수행하였다. 또한 터널 라이닝 동해를 방지할 수 있는 적정 단열재 두께를 제안하기 위해 3차원 수치해석을 실시하였다. 수치해석 결과로부터 터널배면 지하수 동결기준으로 동결지수를 약 291°C․Hr로 제안하였다.

Abstract

In case of tunnels in cold regions, a freeze of groundwater around tunnel may act as a barrier of tunnel drainage in winter, or may cause the inner extrusion of lining. In spite of that, a design of insulation for preventing the frost damage of tunnel lining has not been introduced in Korea, while foreign countries such as Norway and so on have a standard on insulation. In this study, a few freezing cases of road tunnels have been reviewed, and the results show that the freezing protection is necessary. In order to characterize the thermal distribution in the tunnel, following measurements have been performed at Hwa-ak tunnel; the temperature distribution by longitudinal lengths, the internal temperature of lining and the temperature distribution of the ground under pavement. From these measurements, the characteristics of the tunnle’s internal temperature distribution due to temperature change in the air has been analyzed. Based on the measurement results on the temperature distribution at Hwa-ak tunnel, thermal flow tests on the rock specimen with and without insulation have been performed in the artificial climate chamber to investigate the performance of the insulation. Also, a number of 3D numerical analyses have been performed to propose appropriate insulation and insulation thicknesses for different conditions, which could prevent the frost damage of tunnel lining. As a result of the numerical analysis, air freezing index of 291°C․Hr has been suggested as the threshold value for freezing criteria of groundwater behind the tunnel lining.

이용준(단우기술단) ; 이상덕(아주대학교) pp.347-370
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Abstract

Slurry type shield would be very effective for the tunnelling in a sandy ground, when the slurry pressure would be properly adjusted. Low slurry pressure could cause a tunnel face failure or a ground settlement in front of the tunnel face. Thus, the stability of tunnel face could be maintained by applying an excess slurry pressure that is larger than the active earth pressure. However, the slurry pressure should increase properly because an excessively high slurry pressure could cause the slurry flow out or the passive failure of the frontal ground. It is possible to apply the high slurry pressure without passive failure if a horizontal impermeable layer is located in the ground in front of the tunnel face, but its location, size, and effects are not clearly known yet. In this research, two-dimensional model tests were carried out in order to find out the effect of a horizontal impermeable layer for the slurry shield tunnelling in a saturated sandy ground. In tests slurry pressure was increased until the slurry flowed out of the ground surface or the ground fails. Location and dimension of the impermeable layer were varied. As results, the maximum and the excess slurry pressure in sandy ground were linearly proportional to the cover depth. Larger slurry pressure could be applied to increase the stability of the tunnel face when the impermeable layer was located in the ground above the crown in front of the tunnel face. The most effective length of the impermeable grouting layer was 1.0∼1.5D, and the location was 1.0D above the crown level. The safety factor could be suggested as the ratio of the maximum slurry pressure to the active earth pressure at the tunnel face. It could also be suggested that the slurry pressure in the magnitude of 3.5∼4.0 times larger than the active earth pressure at the initial tunnel face could be applied if the impermeable layer was constructed at the optimal location.

(사)한국터널지하공간학회