전기비저항탐사를 이용한 터널라이닝 누수조사 연구

신종호,신용석,윤종열,김호종,Shin, Jong-Ho,Shin, Yong-Seok,Yoon, Jong-Ryeol,Kim, Ho-Jong 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.3

Tunnels acting as drains involve groundwater-related problems such as deterioration of drainage systems or leakage through the linings. Generally initial and minor leakage problems can not be recognized by naked eyes. When the leakage over the linings is noticed, damages to structures and facilities have already occurred and could be considerable. Therefore it is vital to recognize initial leakage as early as possible and provide appropriate measures. Detection of leakage under operation requires installing piezometer. However, that may cause destruction of water proofing sheet which is generally not allowed. In this study electric resistivity method, one of the geophysical surveys, was adopted to detect possible leakage through tunnel linings. Physical lining models were made in the laboratory. The electric response was monitored for varying hydraulic conditions. It is shown that the method is very useful to detect initial leakage and monitor the malfunction of drainage system. Furthermore the method can also be used to check the quality of any repairing works of linings. 우리나라에서 흔히 채택하고 있는 배수형 터널은 배수시스템 열화 혹은 수압작용에 따라 누수가 발생하는 문제점을 내포하고 있다. 누수는 소량일 경우 외관으로 드러나지 않아, 육안으로 확인할 단계가 되면 이미 라이닝 손상 혹은 설비에 영향을 미치는 상황이 되어 초기에 인지하고 대책을 마련하는 것이 매우 중요하다. 그러나 운영 중인 배수터널의 누수거동을 확인하기 위해서는 터널을 훼손하여 배면을 조사하여야 하는데, 이는 터널 유지관리상 허용되기 어렵다. 본 연구에서는 비파괴 물리탐사법인 전기비저항 탐사법을 이용하여 터널의 방수막을 훼손하지 않고, 누수여부를 파악하는 새로운 시도를 하였다. 모형 라이닝을 제작하여 습윤정도, 혹은 열화에 따른 누수거동을 탐사한 결과 전기비저항 탐사법이 라이팅 배수기능모니터링 혹은 누수조사에 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 또한 이 방법은 라이닝 누수 보수공사 후, 추가 누수여부의 조사 및 보수공사 점검에도 유용하게 활용될 수 있음을 보였다.

운영 중 터널에 작용하는 간극수압 평가기법

신종호,신용석,최규철,Shin, Jong-Ho,Shin, Yong-Suk,Choi, Kyu-Cheol 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.4

지중터널은 대부분 지하수위 하부에 위치하므로 지하수 처리문제는 터널의 장기운영에 있어 매우 중요하다. 배수형터널의 경우 수리기능이 원활하면 라이닝에 수압이 작용하지 않으나 장기 운영으로 인해 배수시스템의 열화가 진행되면서 라이닝 배면에 설계 시 고려하지 않았던 간극수압이 작용하게 되는데, 이를 잔류수압이라 한다. 잔류수압은 피에조미터로 그 측정이 가능하나 이는 라이닝 및 배수시스템을 훼손할 염려가 있어 부적합하기 때문에 라이닝을 손상시키지 않으면서 작용수압을 평가할 수 있고, 운영 중 라이닝의 건전도 평가(health monitoring) 시 수압상태의 파악이 가능한 비파피 예측기법이 요구된다. 본 논문에서는 이론적 및 수치해석적 방법을 사용하여 운영 중 터널에 작용하는 간극구압(잔류수압) 예측기법을 제시하였으며, 본 해석방법을 이용하면 비파괴 방법으로 라이닝에 작용하는 간극수압의 파악이 가능하다. 제안된 방법은 이론적 예측기법과 수치해석 결과인 정규화 간극수압 분포곡선과를 병용함으로써 터널 운영단계에서의 잔류수압에 대한 안정성 검토에 유용하게 활용될 수 있다. Control of ground water is one of the most important factors for long-term operation of tunnel because most of tunnel is located in the ground. In case of leakage tunnel, there is no pore water pressure on the lining when the drainage system is properly working. After long-term operation, however, the pore water pressure can be developed on the lining due to the deterioration of the drainage system. The increased pore water pressure on the lining is termed here as 'residual pore water pressure'. Residual pore water pressure can be measured by piezometer, but it is generally not allowed because of damages of drainage system. Therefore, an indirect and nondestructive method is required for evaluating the residual pore water pressure. Moreover, understanding of pore water pressure is needed during healthy operation of the lining. In this study, a new method for evaluation of pore water pressure on the lining during operation is proposed using theoretical and numerical analysis. It is shown that the method is particularly useful for stability investigation of pore water pressure on the lining during operation using theoretical analysis with normalized pore water pressure curve.

라이닝-지반 수리상호작용이 해저터널에 미치는 영향

신종호,박동인,주은정,Shin, Jong-Ho,Park, Dong-In,Joo, Eun-Jung 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.1

라이닝 작용수압과 유입량은 지하수 수위 아래 혹은 하 해저터널 설계시 중요하게 고려되어야할 수리요소이다. 이 요소들은 수심, 심도, 수리경계조건의 영향을 받는다. 본 논문에서는 각 설계요소가 라이닝하중과 유입량에 미치는 영향을 수치해석적 도구를 이용하여 살펴보았다. 수심영향해석은 심도 30 m에 건설된 마제형 터널에 대하여 수심과 라이닝/지반 상대투수계수 비를 다양하게 변화시켜 조사하였고, 심도영향 해석은 수심 60 m의 터널에 대하여 심도 및 라이닝/지반 상대투수계수 비를 변화시켜 해석하였다. 해석결과 수리경계조건과 상관없이 수심 및 심도가 증가함에 따라 지반하중이 증가하였다. 이는 배수터널은 침투력의 영향으로, 비배수 터널은 정수압의 영향으로 수두가 증가함에 따라 지반하중이 증가함을 보여준 것이다. 수심, 심도의 증가에 따라 유입량은 선형적으로 증가하였으며, 라이닝/지반 상대투수계수비와 유입량관계는 펼쳐진 S자 곡선(stretched S-curve)형태로 나타남을 확인하였다. One of the most important design concerns for undersea tunnels is to establish design water load and flow rate. These are greatly dependent on the hydraulic factors such as water head, cover depth, hydraulic boundary conditions. In this paper, the influence of the hydraulic design factors on the ground loading and the inflow rate was investigated using the coupled finite element method. A horse shoe-shaped tunnel constructed 30 m below sea bottom was adopted to evaluate the water head effect considering various water depth for varying hydraulic conditions and relative permeability between lining and ground. The effect of cover depth was analysed for varying cover depth with the water depth of 60 m. The results were considered in terms of pore water pressure, ground loading and flow rate. Ground loading increases with an increase in water head and cover depth without depending on hydraulic boundary conditions. This points out that in leaking tunnels an increase in water depth increases seepage force which consequently increases ground loading. Furthermore, it is identified that an increase in water head and cover depth increases the rate of inflow and a decrease in the permeability ratio reduces the rate of inflow considerably.

터널라이닝 안전관리를 위한 발파제한영역 평가

신종호,문훈기,최규철,김태균,Shin, Jong-Ho,Moon, Hoon-Ki,Choi, Kyu-Cheol,Kim, Tae-Kyun 한국터널지하공간학회 2009 한국터널지하공간학회논문집 Vol.11 No.1

In urban areas, blast excavation adjacent to tunnels is carried out frequently. It is generally required to secure static and dynamic stability of nearby tunnel structures for any such activities. Although there is some national guidelines for static safety, there is little guides to risk zoning controling the dynamic behavior of the underground structures. In this study, impacts on the blast-induced vibration are investigated using numerical study. An attempt to define the restricted area of blast adjacent to subway tunnels was also made. Particular concerns were given to tunnel depth and ground types. By carrying out the parametric study on depth and ground patterns, the envelope of blast distance of which dynamic response on the lining is controlled under 1 cm/sec, is established. It is shown that the increase in depth has increased the required safety distance slightly until the distance of 3.5 times of the tunnel diameter. Despite small changes in safety distance, it can be generally said that the effects of depth and stiffness of the ground is not significant in controlling the particle velocity of the tunnel linings. 도심에서 지하구조물, 고층빌딩의 건설은 기존 지하철 터널의 근접시공이 수반되는 경우가 많다. 이 경우 지하철 구조물의 정적 동적인 안정성이 동시에 확보 되도록 하여야 하며 국내에서는 일반적으로 정적인 관리 기준만 제시되었다. 하지만, 도심지 근접시공이 많은 굴착 제약 조건하에서도 발파를 수행되는 경우가 대부분이므로 동적 가이드라인 또한 필요하다. 본 연구에서는 수치해석을 활용하여 발파진동에 따른 영향을 검토하고, 발파 제약영역을 추정하고자 하였다. 특히, 지하철 터널의 토피고 및 지반특성을 변화시켜 구조물의 최대진동속도 변화를 분석하였다. 해석결과 토피가 증가할수록 진동속도가 감소하는 결과를 보였다. 지반강성 변화 파라미터 스터디 결과 직경의 $1{\sim}2$배 이격 시 풍화암, 연암, 경암의 순서로 라이닝 진동속도가 더 커지는 결과를 보였지만, 이격되는 거리가 직경의 3.5배의 경우는 지반과 무관해지는 경우를 보였다. 진동규제속도인 1 cm/sec를 만족하는 발파위치 포락선 분석결과 전반적으로 지반특성이나, 심도의 차이에도 그 영향은 현저하지 않음을 보였다.

해저터널용 복합신소재 배수복합관 부재의 정적거동에 관한 실험적 연구

신종호,김강현,김두래,지효선,Shin, Jong-Ho,Kim, Kang-Hyun,Kim, Doo-Rae,Ji, Hyo-Seon 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.2

해저터널용 복합신소재 배수관구조를 설계하기 위해서는 복합신소재 구조부재의 적층형태별 역학적 성질을 결정하는 것이 필수적이다. 복합신소재는 일반적으로 등방성 재료와 달리 치수효과가 매우 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 복합신소재 부재의 적층형태별 인장시험을 상온($20^{\circ}C$)과 해수온도($0^{\circ}C$)에서 각각 수행하였다. 또한, 이론적 해석방법인 혼합물의 법칙과 탄성해법을 적용하여 재료의 역학적 성질을 추정하고 시험결과와 비교를 하였다. 해저터널 복합신소재 배수관 구조부재를 설계할 때 사용되는 역학적 성질의 값은 상온에서 얻어진 값을 보정하여 적용하여야 된다. 이러한 자료는 향후 해저터널용 복합신소재 배수관구조의 설계의 기초자료로 제공하고자 하였다. In order to design an advanced composite materials drainage pipe structures for an undersea tunnel, mechanical properties for the lamina types of the structural member must be predetermined. It is also reported that the size effect of the specimen is significant. In this study the tensile tests for the lamina types of the structural member are conducted at the room temperature ($20^{\circ}C$) and the seawater temperature ($0^{\circ}C$). In addition, the mechanical properties are predicted by theory based on the rule of mixtures and elasticity solution technique. The predicted mechanical properties are compared with test results obtained by a test method. In the design of an advanced composite materials drainage pipe structural members for an undersea tunnel, the used mechanical properties must be applied at the room temperature with considering the modified factors. These are to be offered the datum for the design an advanced composite materials drainage pipe structures for an undersea tunnel.

비점착성 지반의 지하공간 굴착면 파괴모드에 대한 연구

신종호,권오엽,조재완,최민구,Shin, Jong-Ho,Kwon, Oh-Yeob,Cho, Jae-Wan,Choi, Min-Gu 한국터널지하공간학회 2005 터널기술 Vol.7 No.3

지하공간의 설계는 막장파괴와 관련한 안정성에 대한 평가를 필요로 한다. 막장파괴모드는 전통적인 안정성 평가법에서 중요하게 다루어져 왔다. 본 연구에서는 점착력이 없는 토사지반에 대한 모형실험을 실시하여 토피고와 지반경사의 변화에 따른 터널막장의 종방향 파괴모드를 파악하고자 하였다. 모형실험은, 대형지하공간의 폭원이 충분히 크다는 가정 하에 평면변형조건의 터널 축방향 굴착면 모델에 대하여 실시되었다. 실험결과 토피고와 지반경사는 파괴모드에 중요한 영형을 미치는 것으로 나타났다. 토피고가 증가할수록 지반의 파괴영역이 감소하여 국부 전단 파괴의 형태를 보였다. 또, 지반경사가 증가할수록 굴착면과 사면방향으로 확대되는 유형의 파괴모드를 확인할 수 있었다. 실험모델을 수치해석 모델로 재현하는 해석을 실시하였고, 이로부터 수치해석법을 통해서도 굴착면의 파괴모드의 추정이 가능함을 보였다. Design analysis for underground spaces requires evaluating stability related to heading collapses. A failure mode is one of the critical factors in the conventional methods of stability evaluation. Identification of failure modes is, therefore, essential in securing safe construction. In this study failure modes at the tunnel heading in cohesionless soils are investigated using physical model tests for various tunnel depths and ground surface inclinations. Test results showed that the effect of depth and the inclination of ground surface on a failure mode are of significance. It is identified that, with an increase in depth, failure modes become localized in a region close to tunnel face. It is also known that an increase in the inclination of ground surface results in inclined an d wide failure modes. Numerical simulation of laboratory tests was performed, and shown that the numerical analysis is useful in identifying the heading failure modes, particularly for large underground spaces.

교육청 공무원의 데이터 활용실태 및 교육 빅데이터 활용에 관한 인식 연구 - A도교육청을 중심으로

신종호,Shin, Jong-Ho 한국디지털정책학회 2020 디지털융복합연구 Vol.18 No.9

본 연구는 교육청 공무원들의 데이터 활용 실태와 빅데이터 활용에 대한 인식을 조사하여 광역시·도교육청 차원에서의 빅데이터 활용을 위한 시사점을 도출하고자 하였다. 이를 위하여 A도교육청 공무원 440명을 대상으로 온라인 설문을 진행하였다. 조사결과 교육청 공무원들이 업무에 활용하는 데이터 유형과 출처는 다양하였으며, 데이터 활용에 있어 데이터 수집 및 정제가 가장 어려운 부분으로 인식하고 있었다. 그러나 데이터 활용을 위한 소속 교육청의 인프라는 부족한 실정으로, 빅데이터 인프라 구축이 가장 필요한 요소인 것으로 나타났다. 빅데이터에 대한 지식수준은 낮지만 빅데이터 활용의 관심과 필요성을 높게 인식하고 있었다. 빅데이터 활용 목적은 현재의 교육 문제점과 해결 대안, 미래 예측에 대한 전망과 해결, 교육 수요자들의 요구 파악 등 교육정책 의제 설정과 관련되어 있었다. This study was conducted with the aim of investigating the actual state of data utilization and the perception of big data utilization by officials of the provincial Office of Education and to derive implications for the establishment of strategies for big data utilization. An online survey of 440 people was conducted. As a result, the types and sources of data used for work varied, and data collection and refining were the most difficult parts. The infrastructure for data utilization was insufficient and the most necessary factor. The purpose of big data utilization was related to the establishment of educational policy agenda.

천층터널 주변의 흐름거동 및 수치 해석적 모델링기법 연구

신종호,최민구,강소라,남택수,Shin, Jong-Ho,Choi, Min-Gu,Kang, So-Ra,Nam, Taek-Soo 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.1

터널 설계 및 시공시 지하수 영향에 대한 정확한 이해가 필요하며, 이를 위해 터널 주변의 흐름거동을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지하수 아래 건설된 배수형 천층터널에 대한 모형실험을 실시하여 주변 지하수 흐름조건과 지반의 토피고에 따른 터널 주변의 지하수 흐름거동을 조사하였다. 실험결과 정상류/부정류의 지하수 흐름조건은 터널내 유입량이나 도달시간에는 영향을 미칠 수 있으나, 터널 주변 흐름거동에는 큰 영향을 미치지 못함을 확인할 수 있었다. 또, 토피고가 증가할수록 배수공이 위치한 터널 하부로의 유선 집중현상이 뚜렷하게 관찰되었다. 모형실험에 대한 수치해석결과, 배수형 천층터널 주변의 흐름거동을 수치해석으로도 재현 가능함을 확인하였다. 배수형 천층터널의 경우 수리경계조건이 터널주면 유출이 아닌 배수공 유출로 모사하는 것이 보다 타당함을 보였다. Design and construction of tunnels require understanding the influence of groundwater. Particularly, it is essential to know how the drainage conditions at the tunnel boundary affect flow behavior of ground adjacent to the tunnels. In this study flow behavior of a leaking tunnel was investigated using physical model tests for tunnel depths and various hydraulic boundary conditions. Particular concerns were given to flow lines toward tunnels. Test results showed that the boundary conditions hardly influence on flow patterns and time required to reach steady state conditions. It is revealed that with an increase in water depth, flow lines concentrated to the drain holes. The physical tests were numerically simulated. Numerical results showed that the flow behavior was represented appropriately by considering filter-drain hole drainage rather than boundary drainage all over the lining.

이중구조 라이닝의 배수공 막힘에 따른 수리-역학적 상호작용

신종호,남택수,채성은,윤재웅,Shin, Jong-Ho,Nam, Taek-Soo,Chae, Sung-Eun,Yoon, Jae-Ung 한국터널지하공간학회 2009 한국터널지하공간학회논문집 Vol.11 No.3

지하수 작용과 관련하여 현장에서 발생하는 문제는 1차 라이닝의 투수계수의 저하에 따른 영향뿐만 아니라 배수재의 투수성능에 따른 복합적인 요인의 상호 작용의 결과로 볼 수 있다. 본 연구에서는 이중구조라이닝 연계 FEM 해석을 통해 지반-라이닝-배수재의 투수영향에 중점을 두고 배수시스템의 성능저하에 따른 터널구조물에 미치는 영향을 조사하였다. 해석 결과 배수장애가 발생할 경우의 수압증가는 2차라이닝에 심각한 구조적 부담을 줄 수 일음이 확인되었다. 배수공이 모두 폐색되는 경우 비배수 터널이 되어 수직으로 뜨는 형태의 거동을 보였다. 그리고 배수공의 폐색이 비대칭적으로 발생하는 경우 터널 축방향 비틂 거동을 야기하여 2차라이닝 구조에 심각한 영향을 미칠 수 있음이 확인되었다. Tunnel problems relate to pore water pressure generally occur due to the restriction of groundwater flow into the tunnel which is generally caused by the deterioration of drainage systems. Previous studies have identified the problem as combined mechanical and hydraulic interaction occasions. In this study, detrimental effects of pore water pressure on the lining were investigated using the finite element method considering deterioration of the drainage system. Particularly, double-lined linings with drain-holes are considered. Deterioration of drainage system is represented as blockages of drain-holes. It is identified that the secondary lining ran be influenced by the deterioration of drainage system. It is shown that a tunnel with all drain-holes blocked moved upward, and unbalanced drain-hole blocking may result in torsional behavior of the tunnel which causes significant damages to the secondary linings.

연구논문 - 펄프 , 제지 , 피혁분과 : 혼합보류된 충전제의 정성분석 - 적외선 분광 및 X - 선 회절분석 -

신종호,이종만 ( Jong Ho Shin,Jong Man Lee ) 한국공업화학회 1997 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.1994 No.1