현장계측을 통한 원형 수직구 작용하중 분석

신영완(Shin Youngwan),문경선(Moon Kyoungsun),강휴택(Kang Hyutaek),이승호(Lee Seungho) 한국지반환경공학회 2008 한국지반환경공학회논문집 Vol.9 No.4

본 연구는 명확한 설계기준이 제시되어 있지 않은 국내의 수직구 설계기술 개선을 위하여 수행된 것으로, 국내외 설계기준 및 원형 수직구에 대한 이론적인 토압을 고찰하였고, 시공중인 수직구 2개소에 대하여 현장계측을 수행하여 수직구의 변형 및 작용 하중분포 특성을 분석하였다. 심도별 토압 및 작용하중분포는 신영완(2007)이 제안한 이론토압과 유사한 경향을 나타내었으며, 수직구 주변 지반의 비균질 비등방성에 의하여 편측 변형 및 토압이 발생되는 것으로 분석되었다 토사 및 풍화암의 편하중비(RP)는 단면형상비(H/R)에 따라 상이한 결과를 나타내었고, 암반은 35.0%미만의 편하중비(RP)를 적용하는 것이 적정한 것으로 검토되었다. This research was carried in order to improve design technique for the vertical shaft of which design guide has not been proposed clearly. The deformation tendency of vertical shaft and distribution of the earth pressure around shaft were reviewed with both of theoretical earth pressure distribution suggested in design criteria and measured data which had been gained from 2 constructing shaft. The distribution of earth pressure applied on the vertical shaft was similar with the result of previous theory for the earth pressure proposed by Shin (2007). Moreover it was observed that asymmetric deformation and earth pressure around vertical shaft were caused by inhomogeneity and anisotropy of the ground. The asymmetric earth pressure ratio (RP) in soil and weathered rock were divergent according to the shape ratio. In addition, it is more reasonable that the value of asymmetric earth pressure ratio (RP) is considered less than 0.35 in the case of constructing shaft under rock.

몰드케이스를 이용한 현장타설말뚝(MCC말뚝)공법 개발에 관한 연구

신영완(Youngwan Shin),이종섭(Jongsub Lee),김홍주(Hongjoo Kim),문경선(Kyoungsun Moon) 한국지반환경공학회 2013 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2013 No.9

지반굴착 해석모델에 따른 변위거동에 관한 연구

정지승(Jeeseung Chung),신영완(Youngwan Shin),김만화(Manhwa Kim),국윤모(Yunmo Kook),정규경(Kyukyung Jeong),김필수(Pilsoo Kim),이상환(Sanghwan Lee) 한국지반환경공학회 2018 한국지반환경공학회논문집 Vol.19 No.4

제한된 토지의 효율적인 활용을 위해 과거로부터 지하공간 개발에 따라 수많은 지반굴착 공사가 이루어져 왔다. 지반굴착은 굴착면 주변지반의 응력변화와 변위를 수반함에 따라 굴착면의 안정성에 영향을 미치게 되어 지반거동에 대한 영향을 예측하는 것이 매우 중요한 문제이다. 이러한 영향 예측을 위한 방법으로 수치해석방법이 주로 이용되며, 최근 컴퓨터 성능 향상과 더불어 수치해석 프로그램의 발달로 매우 복잡한 문제도 적용이 가능해졌다. 그러나 일부 특수해석을 제외하고 대부분 해석모델을 산정 및 적용이 간편한 Mohr-Coulomb 해석모델을 적용함에 따라 굴착면 바닥부에서 실제보다 큰 변위가 발생하는 것으로 예측되어 필요 이상의 보강이 이루어지는 문제점이 발생한다. 본 연구에서는 지반굴착 과정을 모사하여 수치해석을 수행하였으며, 해석모델로 Mohr-Coulomb, Modified Mohr-Coulomb, Duncan-Chang, Hardening Soil 해석모델을 적용하여 그 결과를 비교분석하였다. 본 연구는 수치해석을 통한 지반굴착 문제해결 시 다양한 지반굴착 조건별로 적합한 해석모델 선정을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다. There were many ground excavation projects from past to present to make effective use of the limited land. And it is very important to predict the ground behavior depending on construction stage for ground excavation. Excavation of the ground involves changes in the stress and displacement of the ground around the excavated surface. Thus it affects the stability of the adjacent structure as well as the excavated surface. Therefore, it is very important to predict the ground behavior and stability of adjacent structure. And nowadays, numerical analysis methods are most often used to predict the effects of ground excavation. Recent, improvements of numerical analysis programs, along with improved computer performance, have helped solve complicated ground problems. However, except some specialized numerical analysis, most numerical analysis often predicts larger excavation floor displacement than field data due to adopt the Mohr-Coulomb analysis model. As a result, it raise the problem that increasing the amount of support on ground and structure. In this study, ground behavior analysis depending on analysis model (Mohr-Coulomb, Duncan-Chang, Modified Mohr-Coulomb and Hardening Soil model) has been carried out through the numerical analysis. When numerical analysis is carried out, this study is expected to be used as a basic data for adopting a suitable analysis model in various ground excavation project.

측벽부 숏크리트 보강에 의한 재래식 도로터널 단면확대

김동규(Kim, Donggyou),신영완(Shin, Youngwan) 한국지반환경공학회 2012 한국지반환경공학회논문집 Vol.13 No.12

도심지 내에서 교통량 증가로 인하여 차선확대가 요구되는 경우, 기존 터널은 증가된 차선만큼 단면을 확대할 필요가 있다. 터널 단면확대 공사로 발생되는 터널주변의 교통정체를 해소하기 위하여 터널 내에 직사각형 단면의 프로텍터를 설치하여 프로텍터 내부로 교통흐름을 유지하기도 한다. 프로텍터를 사용하면 터널 측벽 하부에서 프로텍터와 굴착 면 사이의 공간이 협소하여 록볼트 시공이 불가능할 수도 있다. 본 연구에서는 터널 측벽 하부의 협소한 공간에서 록볼트를 시공하지 않고 숏크리트 두께를 증가시켜 터널의 안정성을 확보하는 방법을 제안하였다. 기존 2차선 재래식 터널을 3차선 및 4차선 NATM터널로 확대 시공할 경우에 대하여 수치해석을 수행하였다. 터널 측벽 하부에 록볼트를 시공한 경우, 록볼트를 시공하지 않은 경우 및 록볼트를 시공하지않고 숏크리트 두께만 증가시킨 경우에 대하여 터널의 천단변위, 내공변위 및 숏크리트에 발생한 응력을 비교분석하였다. 천단변위 및 상반 내공변위는 차이가 거의 없었으며, 하반 내공변위는 터널 측벽 하부에 록볼트를 시공하지 않은 경우가 록볼트를 시공한 경우보다 최대 1.3mm 크게 발생하였다. 또한 숏크리트에 발생한 휨압축응력은 터널 측벽 하부에 록볼트를 시공하지 않은 경우가 록볼트를 시공한 경우보다 최대 1.3MPa 크게 발생하였다. 록볼트 미시공에 의해 추가 발생된 숏트리트 응력을 감소시키기 위하여 기존 숏트리크 두께의 20%(250mm →300mm, 4차선 터널)및 25%(200mm →250mm, 3차선 터널)를 추가 시공하면 록볼트를 시공할 경우와 비슷한 응력수준을 나타내는 것으로 분석되었다. The existing tunnel in urban area can be enlarged because of requirement of road-widening by traffic growth. The protector with rectangular cross section can be set up in the tunnel, which will be constructed for enlargement of width, to solve traffic jam around the tunnel. It is impossible to install the rockbolt in the lower area of tunnel due to a limited space between the protector and cutting surface. The objective of this study is to suggest the method of shotcrete thickness increase instead of rockbolt installation in the side wall of tunnel for the stability of tunnel. Numerical analysis was performed to evaluate displacement at the crown of tunnel, convergence of tunnel, and stress in shotcrete lining in 3-lane and 4-lane NATM tunnels enlarged from 2-lane conventional tunnel. There were three types of analysis condition, rockbolt installation, no rockbolt installation, and increase of shotcrete thickness without rockbolt in the side wall of tunnel. There was no difference on the displacement at the crown and the convergence of upper tunnel. In the lower tunnel, the convergence in case of no rockbolt installation was larger as maximum 1.3mm than that in case of rockbolt installation. The stress in shotcrete lining in case of no rockbolt installation was larger as maximum 1.3MPa than that in case of rockbolt installation. Numerical analysis was performed to compare the behavior of shotcrete with rockbolt with that of shotcrete, which its thickness was increased, without rockbolt. The shotcrete has an increase of 20%(250mm →300mm, 4-lane tunnel)~25%(200mm →250mm, 3-lane tunnel) in its thickness to reduce the stress in shotcrete lining. The behavior of shotcrete lining increased the shotcrete thickness by 20%~25% was similar to that of existing shotcrete lining with rockbolt.

친환경 터널 갱구부 공법의 거동특성에 관한 연구

문경선(Kyoungsun Moon),신영완(Youngwan Shin),최성훈(Sunghoon Choi),김재영(Jaeyoung Kim) 한국지반환경공학회 2021 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2021 No.10

근접시공에 따른 정거장구조물 거동특성에 관한 연구

정지승(Jeeseung Chung),김만화(Manhwa Kim),이선길(Sungil Lee),김홍주(Hongjoo Kim),신영완(Youngwan Shin) 한국지반환경공학회 2016 한국지반환경공학회논문집 Vol.17 No.11

최근 지하공간을 활용한 도시의 기반시설 확충으로 인하여 시설물 상호 간의 근접시공이 많이 이루어지고 있으며, 근접시공으로 인한 시설물의 안정성과 관련된 민원이 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 근접시공으로 인한 정거장구조물의 거동특성을 파악하기 위해 김포도시철도 터널이 계획된 노선 상부의 지하철 5호선 김포공항역 정거장구조물을 대상으로 연구를 수행하였다. 정거장구조물의 안전영역 평가 및 굴착방법에 대한 개략적인 검토와 수치해석을 통한 상세검토를 수행하였으며, 손상도 평가, 궤도틀림 및 구조검토 결과 근접시공에 따른 정거장구조물의 안정성은 확보되는 것으로 평가되었다. 본 연구는 근접시공시 인접구조물에 미치는 영향을 사전에 검토하는 경우 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. Recently, it has been made many adjacent construction of inter-facility by the expansion of urban infrastructure facilities using the underground space. The complaints relating to the stability of the facility by adjacent construction is common. In this study, it was conducted for the subway line 5 Gimpo airport station structure in the upper Gimpo urban railway to determine the behavior characteristics of station structure according to adjacent construction. It was performed evaluation of the safety zone and excavation method for station structure. And after a review of damage evaluation, track irregularities and structural calculation by using a numerical analysis, stability of the station structure according to adjacent construction was evaluated to be secured. This study is expected to be used as basic data in advance if you need to review the effects of nearby structure according to adjacent construction.

경사판 침전지 효율증대 및 수질개선에 관한 연구

이창준(Changjoon Lee),박두희(Duhee Park),천병식(Byungsik Chun),신영완(Youngwan Shin) 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회 학술발표회논문집 Vol.2015 No.09