지진 시 사면붕괴 등 지반피해 예측기술 개발

박인준,최재순,박두희,한진태,김학열,Park. Inn-Joon,Choi. Jae-Soon,Park. Du-Hee,Han. Jin-Tae,Kim. Hag-Yeol 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.1

지진은 여러 종류의 자연재해 중에서 인간이 그 발생 시기를 예측할 수 없는 자연재해이며 인명과 재산에 막대한 피해를 가져올 수 있는 재해이다. 1995년 1월 일본 고베시 인근 효고현 남부지진으로 인하여 5,000여명의 사상자와 수조원의 재산피해를 가져 왔고, 최근(2011년 3월) 일본 도호쿠 지방 태평양 앞바다에 발생한 규모 9.0의 강진으로 발생한 쓰나미로 인하여 후쿠시마 원전 시설에 치명적 손상이 발생하여 수천 명의 작업 사망자를 기록하였다. 현재까지도 그 피해가 지속되고 있는 실정이다. 역사기록에 의하면 국내도 인명과 재산 피해를 초래한 중진규모 이상의 지진이 여러 차례 있었으며, 2000년 이후부터는 동남아시아 지역 주변으로 지진활동이 증가하면서 국내도 지진에 대한 안전지대가 아니라는 인식이 증대되고 있다. 최근 지진이 빈번한 국가를 중심으로 지진 시 지반피해에 대한 관심과 관련 연구가 증대대고 있는 추세이다. 국내에서도 지진 시 사면붕괴 등 지반피해 예측기술 개발 연구가 90년대 후반부터 기초연구가 시작되었다. 이런 기초연구를 토대로 본 연구에서는 지진 시 사면붕괴 및 액상화에 대한 전국단위의 위험도를 작성하고 그 자료를 데이터베이스화 하고자 한다. 최종적으로 개발 위험도를 국가 지진재해대응시스템에 탑재 및 통합관리하는 것을 연구목표로 정하고 있다. 본 연구 성과를 통해 구조물 및 산업시설의 조성 위치를 미리 조정하여 지진시 대책을 강구한다면, 산업이나 경제적 측면에서 발생할 수 있는 피해를 최소화할 수 있을 것으로 기대한다.

내부수압이 작용하는 여수로터널의 안정성 검토

박인준,박무종,김성인,곽창원,장서용,Park, Inn-Joon,Park, Moo-Jong,Kim, Sung-In,Kwak, Chang-Won,Jang, Seo-Yong 한국터널지하공간학회 2005 터널기술 Vol.7 No.1

본 논문에서는 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 댐 여수로 터널에서 가능최대홍수량 (PMF) 발생시 내부수압이 터널 구조물에 미치는 영향을 3차원 유한차분해석을 통하여 검토하였다. 내부수압을 합리적으로 결정하기 위하여 도수터널에서의 1차원 수치모형을 적용한 HEC-RAS 프로그램을 이용하여 가능최대홍수량 발생시 터널측벽에 발생하는 최대하중을 산정하고, 이를 터널 내부에 하중으로 재하하였다. 여수로 터널은 쌍굴터널로서, 단계별 굴착 및 지보재 시공순서를 고려하였고, 왼쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-1), 오른쪽 터널에만 수압이 작용하는 경우 (CASE-2) 및 동시에 수압이 작용하는 경우 (CASE-3)으로 나누어 각각 해석을 수행하였다. 해석결과, 각 터널에서 발생하는 최대인장응력 및 최대부재력을 허용치와 비교하여 구조물의 안정성을 평가하고 응력집중구간 및 취약부를 파악하였다. The influence of internal water pressure under the Probable Maximum Flood (PMF) on tunnel spillway is analysed using 3D FDM analysis. HEC-RAS program including 1-D hydrologic numerical model was also implemented to estimate the maximum pressure on the lining under the PMF, thereafter determined rational internal water pressure. Tunnel spillway was designed as twin tunnel and excavation and supporting stage are fully considered. Analysis was classified into the 3 cases; pressure is applied only to the left tunnel, only to right tunnel, and to both tunnels. The maximum tensile stress and axial force in supporting materials induced by water flow were compared with the critical values to assess the stablilty of the tunnel and the locations of stress concentration parts were also examined.

부지응답해석에 기초한 지하공간 내진설계 개념

박인준,유지형,Park, Inn-Joon,Yoo, Ji-Hyeung 한국터널지하공간학회 2010 한국터널지하공간학회논문집 Vol.12 No.3

This study proposed the aseismic design concept for underground space based on site response analysis and laboratory tests. The results of this study showed that the location of the control points of input motions such as design response spectra and time history of acceleration and the assumption of bedrock properties such as elasticity or rigidity play an important role in aseismic design of underground space. Therefore, the appropriate ground response model among models applying motions such as free surface motion, bedrock motion, or bedrock outcropping motion must be utilized to provide reasonable boundary conditions of underground space under earthquake loading and practical aseismic design. 본 논문은 부지응답해석 및 실내시험에 기초한 지하공간 내진설계 개념을 제안하는데 목적을 두고 있다. 설계응답 스펙트럼 및 가속도시간이력과 같은 입력운동의 통제점 위치와 기반암 가정물성이 내진설계에 매우 중요한 역할을 하고 있음을 본 연구결과를 통해 알 수 있었다. 그러므로 통제점 위치에 따른 지표면 자유장운동, 기반암운동 또는 암반노두운동 지반운동 변화를 합리적으로 모델링 할 수 있는 적절한 지반응답 모델을 이용하면 지진하중을 받는 지하공간의 합리적인 경계조건을 모사할 수 있고 현실적인 내진설계가 가능하다.

박스 지하 구조물의 간편 내전해석

박인준,박성용,김수일,김상환,Park, Inn-Joon,Park, Seong-Yong,Kim, Soo-Il,Kim, Sang-Hwan 한국터널지하공간학회 2005 터널기술 Vol.7 No.3

There are basically two methods for the seismic design of underground structures ; analytical or pseudo-static, and dynamical method. In pseudo-static analysis approach, the ground deformations are imposed as a static load and soil-structure interaction does not include dynamic or wave propagation effects. However the behavior of soil structure interaction is nonlinear, it needs to consider nonlinear soil-structure interaction effects. In this study simplified seismic analysis method to consider soil-structure interaction by iterative procedure is proposed and the results are compared and analyzed by a finite difference computer program. 지하구조물의 해석 방법은 크게 해석적 또는 유사정적 해석방법과 동적해석 방법의 두 종류로 나눌 수 있다. 유사정적 해석방법은 자유지반변형을 구조물에 정적인 하중으로 적용하여 구조물의 변위를 구하는 방법으로 선형탄성해석에 기초를 두고 있다. 그러나 치진 발생시 지반과 구조물 사이의 상호작용은 비선형 거동을 하여 이를 고려한 해석이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 유사정적 해석방법에 반복계산과정에 의하여 지반의 비선형성을 고려할 수 있는 간편해석방법을 소개하고, 이를 수치해석을 통한 동해석을 수행하여 비교 검증하였다.

발파하중이 인접 댐에 미치는 진동영향에 대한 연계해석적 검토

박인준,김성인,남기천,곽창원,Park, Inn-Joon,Kim, Sung-In,Nam, Kee-Chun,Kwak, Chang-Won 한국터널지하공간학회 2004 터널기술 Vol.6 No.1

The numerical investigation for the effects of blasting-induced vibration on adjacent dam and pore water pressure fluctuation was conducted through solid-water coupled analysis under dynamic loading. The stability of dam was examined by peak particle velocity of core. Pore water pressure distributions were calculated by steady state flow analysis using coupled analysis on ground water and blasting-induced vibration. The influence of pore water pressure and the effective stress distribution in the ground were also investigated. Furthermore, effective stress alteration was examined by applying Finn & Byrne Model to monitor the generation and dissipation of pore water pressure. 본 논문에서는 기존댐 인접지에 터널구조물을 건설하기 위한 발파시, 폭괴하중으로 인한 지반진통이 댐 제체와 간극수암에 마치는 영향을 고찰하였다. 댐의 안정성 검토는 발파시 발생하는 코어부의 최대입자속도 (Peak Particle Velocity)를 계산하여 수행하였다. 간극수와 지반진동간의 상호 연계해석을 위하여 댐 제체에 대한 정상상태 흐름해석을 수행하여 간극수압 분포를 파악하고, 유발된 과잉간극수암 및 유효응력분포로 발파하중이 인접지반에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 발파와 같은 급속하중 재하 후 과잉간극수압의 증가 및 소산현상 해석을 위하여 Finn & Byrne Model을 적용하여 하중재하 전후의 유효응력 변화양상을 검토하였다.

한계상태 설계법을 이용한 고강도 콘크리트 세그먼트 라이닝 설계

박인준,고성일,황창희,오명호,김영준,Park, Inn-Joon,Koh, Sung-Yil,Hwang, Chang-Hee,Oh, Myung-Ho,Kim, Young-Jun 한국터널지하공간학회 2012 한국터널지하공간학회논문집 Vol.14 No.5

국내의 콘크리트 구조설계는 허용응력 설계법(ASD) 및 극한강도 설계법(USD)을 사용하고 있다. 허용응력설계 및 극한강도설계법은 경제적인 설계에 제한이 따르기 때문에 최근에 지하구조물의 설계에 극한한계상태 설계법의 채택을 다각적으로 검토하고 있는 상황이다. 이를 뒷받침하고자 본 연구에서는 일본 한계상태 설계법(LSD)에 의거한 국내 고강도 콘크리트 라이닝에 대한 발생 단면력을 산정하였으며, 이를 국내의 극한강도 설계법과 비교함으로서 경제적 설계결과 도출 가능성 및 국내 적용성을 분석하고자 하였다. 해석결과, 철근량 산정과 밀접한 관계가 있는 최대 모멘트 발생양상은 두 설계법 모두 유사하나, 발생 부재력은 일본 한계상태 설계법이 극한강도 설계법에 비하여 모멘트는 26.0%, 전단력은 26.7%감소하는 것을 확인할 수 있었으며, 이를 통하여 안정성이 확보된 조건에서 경제적인 세그먼트 설계가 가능함을 확인하였다. The concrete structural design in domestic has based on the allowable stress design (ASD) method and ultimate strength design (USD) method. Recently limit state design (LSD) method has issued and attempted to adopt in geotechnical design. Because ASD method and USD method have restriction in economic design. In this study, the generated member forces were calculated about high strength concrete segment lining based on japanese LSD code. And it compared with domestic USD code for identifying the economic design possibility of LSD and domestic applicability. In analysis results, the aspect of moment had generated similarly each other but the member forces of japanese LSD code were decreased (26.0% of moment and 26.7% of shear force) comparing with USD method. For that reason, possibility of economic segment design with stable condition were identified.

도심지 터널 용출수 발생구간에서의 수리 역해석 및 수리-역학 연계해석을 통한 안정성 해석 연구

박인준,송명규,신휴성,박용수,Park, Inn-Joon,Song, Myung-Gyu,Shin, Uyu-Soung,Park, Yong-Su 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.4

본 연구는 인천국제공항철도 신설 공사구간 중 서울지하철 2호선 하부에서 TRcM 공법으로 통과하는 구간의 수리 및 굴착 안정성에 대해 검토한 내용이다. 본 검토 대상 구간에서는 터널 굴착과정에서 하루 최대 86.4 ton의 예상치 못한 과다 용출수가 발생하였으며, 과다 용출수의 발생에 대한 원인 분석을 위해 관측정에서 계측된 지하수위 저하거동과 가장 적합한 수리해석 파라미터를 찾기 위한 수리 역해석을 실시하였다. 본 수리 역해석에서는 TRcM 구간에 접한 홍익대학교 정거장 굴착시의 측정된 자료중 TRcM 구간 굴착전까지의 지하수위 계측결과를 사용하였다. 암종별 수리전도계수와 서울지하철 2호선의 배수경계조건, 과업구간의 강우강도 등을 변화시켜가며 수리 역해석을 수행하였다. 그 결과 계측된 자료와 유사한 최종 지하수위 및 지하수위 저하 경향을 보이는 수리해석 조건을 얻을 수 있었다. 다음, 지반의 굴착에 의한 역학적 영향을 분석하기 위해 지하수를 고려하지 않은 역학적 해석을 수행하였다. 순수 역학적 해석 결과, 지표침하 0.85 mm, TRcM 구간 천단침하 1.32 mm 발생하는 것으로 나타났으며, 복합거동 해석결과 지표침하 1.2 mm, TRcM 구간 최대 천단침하 1.72 mm으로 나타나 지하수위 저하에 의해 추가 변위가 발생하나 침하량이 크지 않아 안정성에는 영향이 없는 것으로 분석되었다. Excessive amount of groundwater flowed into tunnel, while constructing Incheon international airport railway. Tunnel passes under subway line no. 2 with only 1.76 m below. To protect the existing structure, TRcM excavation method was applied. As station and construction shaft are already constructed, which are located back and forth of TRcM section, 86.4 ton per day of groundwater inflow is against expectation. To identify mechanism of excessive water inflow, hydraulic back analyses were performed. Then, hydro-mechanical coupled analysis were also performed with the hydrogeologic parameters identified, whose results are investigated for checking the stability of adjacent structures to the tunnel under construction. And a number of mechanical analyses were also performed to check the hydro-mechanical coupling effect. The result from the mechanical analysis shows that subsidence and tunnel ceiling displacement will be 0.85 mm and 1.32 mm. The result of hydro-mechanical couple analysis shows that subsidence and maximum tunnel ceiling displacement will be 1.2 mm and 1.72 mm. Additional displacements caused by groundwater draw down were identified, however, displacement is minute.

우주 건설 기술과 행성 현지자원활용 기술 강연 사업 소개

박인준(Inn-Joon Park) 대한토목학회 2018 대한토목학회지 Vol.66 No.11

토목분야 - 접촉면(Interface)연구 동향

박인준(Inn-Joon Park),김상환 대한토목학회 2005 대한토목학회지 Vol.53 No.10

파형강판옹벽의 현장 적용성 평가

박인준 ( Park Inn-joon ),허정원 ( Huh Jung-won ),정종호 ( Chung Chong-ho ),이강돈 ( Lee Kang-don ) 한국구조물진단유지관리공학회 2007 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.11 No.1

A new type of retaining wall system of adjoining closed-faced boxes with each 3-meter wide is presented in this paper. It can be used in the right-of-way on highway and railroad projects, embankment and excavation for the slope stability, and consists of sturdy, flexible and lightweight steel members including mainly corrugated steel plates named as stringer and spacer. The members are easily bolted together either at the construction site or at the manufacturing plant. The applicability of a new retaining wall system at a specific construction site is extensively verified with help of geotechnical slope stability analyses.