터널 시공 중 이상 거동 예측을 위한 계측 변위의 x-MR 관리도 활용

윤현석,송규진,신영완,김창용,추석연,서용석,Yun, Hyun-Seok,Song, Gyu-Jin,Shin, Young-Wan,Kim, Chang-Yong,Choo, Seok-Yeon,Seo, Yong-Seok 한국터널지하공간학회 2014 한국터널지하공간학회논문집 Vol.16 No.5

터널 시공 중 측정된 계측 데이터는 굴진면 전방에 분포하는 지반과 터널 거동을 예측하는데 있어 중요한 요소이다. 그러나 현장에서 측정된 계측 데이터의 변동성을 객관적으로 분석할 수 있는 관리 기준이 명확하게 설정되어 있지 않다. 본 연구에서는 응용 통계 관리기법의 일종인 x-MR 관리도기법을 이용하여 시공 중 붕괴 또는 구조물 균열 등을 발생시키는 현장의 계측 데이터를 분석하고 분석기법의 적용성을 검토하였다. x-MR 관리도를 통해 관리 한계선을 설정하여 분석한 결과, 붕괴 발생 전 약 5~13m 이전에 이상 거동에 대한 예측이 가능하였으며, 시간에 따른 변위의 분석 결과, 최소 1일 전에 예측이 가능하였다. 또한, x-MR 관리도 작성시 이동 범위(k)는 5~10으로 설정하는 것이 이상 거동 예측에 적절한 것으로 판단된다. The displacement data monitored during tunnel construction play a crucial role in predicting the behaviour of ground around and ahead of excavation face. However, the management criteria for monitoring data are not well established especially for the reliable analysis on varying aspect of displacement data along with chainage. In this study, we evaluated the applicability of x-MR control chart method, which is kind of applied statistical management method, for the analysis of displacement monitoring data in terms of prediction of possible collapse or induced cracks. As a result, a possible abnormal behaviour could be predicted beforehand at 5 ~ 13 m ahead or on at least one day before it occurred by using x-MR control chart method. In addition, it is noted that the moving range for the x-MR control chart should be set to 5~10 for this purpose.

단층각력 함량에 따른 전단강도의 분류

윤현석,문성우,서용석,Yun, Hyun-Seok,Moon, Seong-Woo,Seo, Yong-Seok 대한자원환경지질학회 2020 자원환경지질 Vol.53 No.2

본 연구에서는 단층핵의 각력(≥4.75 mm) 함량에 따라 각각 5 wt.% (Case-I), 10 wt.% (Case-II) 및 15 wt.%(Case-III) 단위로 전단강도(최대 전단강도)에 대한 모집단을 분류한 후, 각 Case에 대한 분산분석(ANOVA, analysis of variance)과 다중비교분석(multiple comparison analysis)을 수행하였다. 각 수직응력(54 kPa, 108 kPa, 162 kPa)에서 모집단별로 전단강도의 평균과 표준편차를 계산하고, 전단강도의 분산에 통계적으로 유사한 영향을 미치는 각력 함량을 그룹화함으로써 각력 함량과 전단강도 사이의 관계를 정량적으로 분류하였다. 분석 결과, 전단강도는 각력 함량을 15 wt.% 단위로 범주화한 Case-III에서 집단 1(각력 함량 0~15 wt.%)과 집단 2,3(각력 함량 15~30 wt.%와 30 wt.% 이상)으로 명확하게 분류되었다. Case-III의 각력 함량 15 wt.%에서 분류 기준이 되는 전단강도를 산정한 결과, 수직응력별(54 kPa, 108 kPa, 162 kPa)로 각각 43.6 kPa, 77.6 kPa, 118.6 kPa로 산정되었다. 이 결과를 바탕으로 점착력과 내부마찰각의 분포 범위를 산정한 결과, 점착력의 분포 범위는 각력 함량 15 wt.% 이하에서 0~43.6 kPa, 15 wt.% 이상에서 0~70.0 kPa이며, 내부마찰각의 분포 범위는 각력 함량 15 wt.% 이하에서 0~45.7°, 15 wt.% 이상에서 16.7~57.5°로 산정되었다. Analysis of variance (ANOVA) and multiple comparison analysis were performed for shear strengths categorized by breccia content of 5 wt.% (Case-I), 10 wt.%, (Case-II) and 15 wt.% (Case-III) in fault cores. The relationship between breccia contetnt and shear strength was quantitatively classified by calculating the mean and standard deviation of shear strength for each population in each case and then the grouping the breccia contents that had a statistically similar effect on the dispersion of shear strength. As a result, shear strength was clearly classified into group 1 (breccia content of 0-15 wt.%) and group 2 and 3 (breccia coantent of 15-30 wt.% and 30 wt.% or more) in Case-III. Shear strength of the standard line at breccia content of 15 wt.% were determined to be 43.6 kPa, 77.6 kPa, and 118.6 kPa at each normal stress (54 kPa, 108 kPa, and 162 kPa), respectively. In addition, the distribution range of cohesions is 0-43.6 kPa at breccia content of 15 wt.% or less, and 0-70.0 kPa at 15 wt.% or more. Distribution range of friction angles is 0-45.7 ° at breccia content of 15 wt.% or less, and 16.7-57.5 ° at 15 wt.% or more.

위험지반 터널 굴진면의 실시간 변위 감시를 위한 계측시스템 개발

윤현석,송규진,김영배,김창용,서용석,Yun, Hyun-Seok,Song, Gyu-Jin,Kim, Yeong-Bae,Kim, Chang-Yong,Seo, Yong-Seok 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.4

본 연구에서는 터널 시공 중 굴진면에서의 붕괴 위험을 판단하여 작업자의 안전을 확보할 수 있는 굴진면 안전감시시스템을 개발하였다. 이 시스템은 실시간으로 측정되는 굴진면 변위를 x-MR 관리도기법으로 실시간 분석함으로써 굴진면의 이상 거동을 감시할 수 있다. 또한 관리 기준을 초과하는 측정치의 개수와 이동 범위 k를 비교하여 굴진면의 이상 거동과 작업 과정에서 발생하는 오류를 구분할 수 있도록 오경보 판단 알고리듬을 개발하였다. 본 연구결과는 위험지반 구간에서의 굴진면의 실시간 거동 감시에 적용되어 작업자의 피해를 최소화 할 수 있을 것으로 판단된다. In the present study, a face safety monitoring system was developed that will enable judging collapse risks on faces during tunnel construction to secure workers' safety. This system enables detecting abnormal behaviors of faces by analyzing the displacement of faces measured in real time using the x-MR control chart technique. In addition, an algorithm to judge false alarms was developed so that abnormal behaviors of faces and errors occurring in the process of work can be distinguished from each other by comparing the number of measured values exceeding the management criteria and moving range k. The results of the present study are applicable to real-time monitoring of behavior on the face in dangerous ground sections to minimize damage to workers.

회귀분석을 이용한 경주·울산 지역에 분포하는 단층 핵의 전단강도 범위 설정

윤현석,문성우,서용석,Yun, Hyun-Seok,Moon, Seong-Woo,Seo, Yong-Seok 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.2

단층은 굴착공사 중 발생하는 붕괴의 주요원인 중 하나이다. 하지만 단층대 내에서 주요 파괴면으로 작용하는 단층 핵은 파쇄암과 가우지가 불균질하게 분포하는 부분으로서 전단강도의 분포범위가 넓기 때문에 안정성 해석 시 경험적으로 결정되는 경우가 많다. 본 연구에서는 경주와 울산의 12개 지점에서 채취한 62개의 단층 핵 시료를 대상으로 직접전단시험과 입도 분석을 수행하였다. 실내시험으로 얻어진 결과를 이용하여 회귀 분석을 수행하여 수직응력별 입도에 따른 전단강도의 범위를 결정하였다. 자갈의 무게비는 전단강도와 비례하며, 실트 및 점토의 무게비는 반비례하는 것으로 나타났다. 결정계수는 대부분 약 0.7 이상으로 시료의 불균질성을 고려할 때 비교적 높게 나타났으며, 분석된 회귀모형의 95% 신뢰 구간을 설정하여 무게비에 따른 전단강도의 상한과 하한 범위를 결정하였다. A fault is one of the critical factors that may lead to a possible ground collapse occurring in construction site. A fault core, however, possibly acting as a failure plane in whole fault zone, is composed of fractured rock and gouge nonuniformly distributed and thus can be characterized by its wide range of shear strength which is generally acquired by experimental method for stability analysis. In this study, we performed direct shear test and grain size distribution analysis for 62 fault core samples cropped from 12 different spots located in the vicinity of Kyongju and Ulsan, Korea. As a result, the range of shear strength representing the characteristics of fault cores in the study regions is determined with regard to vertical stress using a regression analysis for experiment data. The weight ratio of gravels in the samples is proportional to the shear strength and that of silt and clay is in inverse proportion to the shear strength. For most samples, the coefficient of determination is over 0.7 despite of inhomogeneity of them and consequently we determined the lower limit and upper limit of the shear strength with regard to the weight ratio by setting the confidence interval of 95%.

천단변위의 x-Rs 관리도 분석을 이용한 터널 막장 전방 단층대 예측

윤현석,서용석,김광염,Yun, Hyun-Seok,Seo, Yong-Seok,Kim, Kwang-Yeom 한국터널지하공간학회 2014 한국터널지하공간학회논문집 Vol.16 No.4

터널 변위 계측은 전방의 단층대의 예측과 안정성 해석에서 매우 중요하다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통해 터널 단층대의 방향과 존재에 따른 터널의 거동 특성을 평가하였다. 터널의 거동을 대표하는 계측치인 천단변위를 막장면에서 5 m 떨어진 지점에서 평가하였으며, 경향선과 L/C비 (종방향변위/천단변위)를 계산하여 통계적 관리기법인 x-Rs를 적용하여 단층대의 예측방안을 제시하였다. 결과적으로, x-Rs 관리도 기법이 전방 단층대의 존재와 방향을 예측하는데 활용될 수 있음을 확인하였다. A measurement of tunnel displacement plays an important role for stability analysis and prediction of possible fault zone ahead of tunnel face. In this study, we evaluated characteristics of tunnel behaviour due to the existence and orientation of fault zone based on 3-dimensional finite element numerical analysis. The crown settlement representing tunnel behaviour is acquired at 5 m away from tunnel face in combination with x-Rs control chart analysis based on statistics for trend line and L/C (longitudinal/crown displacement) ratio in order to propose risk management method for fault zone. As a result, x-Rs control chart analysis can enable to predict fault zone in terms of existence and orientation in tunnelling.

터널 굴진면 수평변위와 천단변위를 이용한 단층대 예측방법의 비교ㆍ분석

윤현석 ( Hyun-seok Yun ),서용석 ( Yong-seok Seo ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.3

3차원 수치해석을 통해 획득한 터널 굴진면에서의 수평변위와 천단부에서의 변위 특성을 이용하여 굴진면 전방의 단층대 예측 가능 거리를 비교·분석하였다. 굴진면의 수평변위는 천단부에서 가장 근접한 지점의 변위를 이용하였으며, 천단부의 변위특성을 이용한 단층대 예측방법은 천단침하의 경향선과, L/C (천단부의 축방향 변위/천단침하) 비, C/C₀ (천단침하/평균 천단침하) 비를 이용하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 총 28개의 단층 모델을 분석한 결과, 순방향의 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 C/C₀ 비를 이용한 방법에서 가장 빨리 단층을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 역방향 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 수평변위를 이용한 방법이 굴진면 전방의 단층을 빨리 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 굴진면 전방의 단층대를 예측하기 위해 이용된 수평변위와 천단침하의 경향선, L/C 비, C/C₀ 비는 대부분의 단층 모델에서 예측이 가능하였고, 굴진면으로부터 일정한 거리와 시간이 경과된 후에 변위 측정이 가능한 일상계측의 단점을 고려할때 굴착과 동시에 계측을 수행할 수 있는 수평변위를 이용하는 방법이 대안이 될 것으로 판단된다. A three-dimensional finite element analysis was conducted to analyze the predictable distances of a fault zone by using longitudinal displacement on tunnel face, trend line, L/C ratio, and C/C₀ ratio at tunnel crown. The analysis used 28 numerical models with various fault attitudes. As a result, those faults that have drives with dip could be predicted earliest in L/C and C/C₀ ratio analysis. And those faults that have drives against dip could be predicted earliest in L/C ratio and longitudinal displacement anal-ysis. In addition, the fault zone ahead of tunnel was predicted in most models by using longitudinal displacement, trend line, L/C ratio, and C/C₀ ratio. However, the longitudinal displacement among these methods may be most usefully predict a fault zone since it is displacements can be measured immediately after tunnel excavation.

外國人 投資 活性化를 위한 稅制支援의 改善方向

윤현석(Hyun-Seok Yun) 한국비교사법학회 2005 比較私法 Vol.12 No.2

Korea supported actively Foreign Investment attraction as a part of measure to overcome economic crisis after 1997. And recently the government is preparing various tax incentive systems to found the North-East Asia Economic Center State. With respect to foreign investment, the corporate tax, income tax, value-added tax, special consumption tax, acquisition tax, registration tax, property tax, aggregate land tax and customs duties are reduced or exempted under Chapter 5 (121-2 through 121-7) of the Restriction of Preferential Taxation Act. But counterarguments about tax incentive as Foreign Investment attraction is raised. And foreign investment tax incentive of the Restriction of Preferential Taxation Act, as it stands, is complicated and the condition is strict more than the main state. And the main foreign countries as England, Ireland, Singapore give foreign business and home business tax incentive equally. Therefore we is duly considered this points. So This paper examined tax rate's lowering of corporate tax and partnership taxation as plan to actively attract investment of foreign and home businesses. The problems of the foreign investment tax incentive under the Restriction of Preferential Taxation Act was seen through.

단층대가 분포하는 터널에서 굴진면 수평변위를 이용한 선행 천단변위 분석

윤현석 ( Hyun-seok Yun ),도경량 ( Kyung-ryang Do ),서용석 ( Yong-seok Seo ) 대한지질공학회 2017 지질공학 Vol.27 No.1

터널에서의 일상계측은 공정 특성상 굴착 후 바로 수행되기 어렵고, 일정 간격마다 수행되기 때문에 굴착 전 발생하는 선행 변위를 측정할 수 없다. 본 연구에서는 굴착과 동시에 측정할 수 있는 굴진면 수평변위를 이용하여 단층대가 터널 상부에 분포하는 경우 천단부에서 발생하는 선행변위를 분석하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 24개 모델에 대해 3차원 유한요소해석을 실시하여 굴진면 수평변위와 선행 천단변위의 상관성을 분석하였다. 분석결과, 선행 천단변위에 대한 굴진면 수평변위의 비(L_face/C ratio)는 순경사 모델의 경우 약 2~12%, 역경사 모델은 2~13%로 각 모델별로 일정한 비율을 보이는 것으로 나타났다. 또한 회귀분석을 통한 선행 천단변위와 굴진면 수평변위의 상관성을 분석한 결과, 대부분의 모델에서 약 0.8 이상의 높은 결정계수(R²)를 보여 굴진면에서 발생하는 수평변위를 이용하면 계측 전 터널 천단에서 발생하는 선행변위의 산정이 가능한 것으로 나타났다. Preceding displacements in tunnel are difficult to predict since the measurements of displacements after excavation can not be performed immediately. In the present study, The longitudinal displacements which can be measured immediately after excavation are used to predict the crown settlements occurring before excavation only if fault is located at the tunnel crown. Threedimensional finite element analysis was conducted using 28 numerical models with various fault attitudes to analyze the correlation between the longitudinal displacements on tunnel face and preceding crown settlements. The results, L_face/C ratio show 2~12% in the drives with dip models and 2~13% in the drives against dip models individually. In addition, each model has a certain L_face/C ratio. The result of the regression analysis show that the coefficient of determination is over 0.8 in most models. Therefore, crown settlements occurring before excavation can be predicted by analyzing the longitudinal displacements occurring on tunnel faces.

현장조사 기반 단층암의 지질공학적 분류

윤현석(Hyun-Seok Yun),송규진(Gyu-Jin Song),김우석(Woo-Seok Kim),문성우(Seong-Woo Moon),서용석(Yong-Seok Seo) 대한지질학회 2014 대한지질학회 학술대회 Vol.2014 No.10

터널 굴진면 최대 수평변위의 변화 양상에 따른 단층 자세 분석

윤현석 ( Hyun-seok Yun ),서용석 ( Yong-seok Seo ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.3

본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 단층이 출현하기 직전의 굴진면에서 발생한 최대 수평변위의 변화 양상을 분석함으로써 단층의 자세와 굴진면 내 단층의 출현 위치를 예측하였다. 해석에는 총 28개의 단층 자세 모델이 이용되었다. 순경사를 가지는 단층은 터널 굴착이 진행됨에 따라 굴진면의 상부에서 처음 출현하고, 최대 수평변위가 굴진면 중앙부에서 상부로 이동하는 경향을 보인다. 역경사를 가지는 단층은 굴진면의 하부에서 처음 출현하고, 굴착에 따라 굴진면의 중앙부 또는 중앙상부에서 하부로 최대 수평변위가 이동하는 경향을 보인다. 또한 최대 수평변위가 이동하는 방향은 순경사 모델의 경우 단층의 경사가 고각일수록 좌측 상부에서 측벽부를 향해 이동하며, 역경사 모델은 단층의 경사가 고각일수록 좌측 하부에서 측벽부를 향해 이동한다. 결과적으로 최대 수평변위는 굴진면 내 단층이 출현하는 위치를 따라 이동하는 경향을 보인다. 따라서 굴착에 따른 굴진면의 수평변위 변화 양상을 분석하여 굴진면 전방에 분포하는 단층의 자세와 굴진면 내 단층이 출현하는 위치에 대한 예측이 가능한 것으로 나타났다. In the present study, fault attitudes and the locations of appearance of faults in tunnel faces were predicted by analyzing the trajectory of the maximum longitudinal displacement immediately before the appearance of faults through three-dimensional finite element analysis. A total of 28 fault attitude models were used in the analysis. Those faults that have drives with dip appear first in the upper part of tunnel faces as tunnel excavation progresses and their maximum longitudinal displacement shows a tendency to move from the middle part to the upper part of tunnel faces. Those faults that have drives against dip appear first in the lower part of tunnel faces as tunnel excavation progresses and their maximum longitudinal displacement shows a tendency to move from the middle part or middle upper part to the lower part of tunnel faces. In addition, when the dip of faults is larger the maximum longitudinal displacement moves from the left upper part toward the wall part in the case of drive with dip models and from the left lower part toward the wall part in the case of drives against dip models. Therefore, it was indicated that the attitudes of faults distributed ahead of tunnel faces and the locations where faults appear in tunnel faces can be predicted by analyzing the longitudinal displacement trajectory of tunnel faces following excavation.