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나유성(You-Sung La),김범주(Bum-Joo Kim) 한국지반신소재학회 2016 한국지반신소재학회 논문집 Vol.15 No.2
본 연구에서는 증가하는 도심지 정체와 신설터널 건설에 따른 여러 제약의 문제를 해소하는 방안으로 향후 국내에서 수요가 증가할 것으로 전망되는 대심도 지하도로를 복층터널로 건설시 본선 복층터널에서 단층터널로 분기가 되는 구간의 터널 거동과 본선과 분기터널간의 필라 안정성을 수치해석을 통하여 검토하였다. 이를 위해 본선터널과 분기터널의 이격거리를 본선터널의 직경(D)을 기준으로 0.1D부터 2.0D까지 변화하는 조건과 지반조건을 암반등급에 따라 1∼5등급으로 변화하는 조건들에 대하여 유한요소해석을 수행하였으며, 터널의 전체적인 거동과 함께 그 결과를 기반으로 기존의 경험식 등을 이용한 안전율, 강도-응력비, 그리고 간섭체적비를 산정하여 굴착에 따른 안정성 영향을 검토하였다. 검토 결과 수치해석결과를 이용해 산정된 강도-응력비와 간섭체적비는 경험식을 이용한 방법에 비해 암반강도보다는 이격거리가 안정성에 더욱 크게 영향을 미침을 나타내었고, 그에 따라 본선과 분기터널의 이격거리가 0.7D 이하인 경우는 본선과 분기터널을 모자 형태의 하나의 대단면으로 시공하는 것이 안정성 측면에서 유리한 것으로 판단되었다. Double deck tunnels are considered to have a large demand in a near future for solving traffic congestion problems and overcoming the limitations in constructing new tunnels. This study presents a numerical investigation using finite element (FE) analysis on the behaviors of the tunnels and the stability of pillars in a divergence section where single tunnel is diverged from a main line double deck tunnel. The effects of the separation distance between the diverged and the main tunnels and the ground condition were examined through the FE analysis by varying the separation distance from 0.1D to 2.0D (D: diameter of main tunnel) and the rock class from class I to V, respectively, and the analysis results were compared with those using empirical methods, strength-stress ratio, and the volume of interference. The FE analysis results indicated that the separation distance has a larger effect on tunnel behaviors, compared with the rock strength, and a single tunnel with a large cross section is more favorable than two separated tunnels for tunnel stability when the separation distance is below 0.7D.
매개변수 해석을 이용한 구조물 건전도 저감 영향인자 상관성 연구
나유성,박민수,고성일,김창용,La, You-Sung,Park, Min-Soo,Koh, Sungyil,Kim, Chang-Yong 한국터널지하공간학회 2021 한국터널지하공간학회논문집 Vol.23 No.6
터널 굴착으로 인해 필연적으로 발생되는 지반침하 및 상부 구조물 영향 평가를 수행하기 위해 지표침하와 구조물 건전도 저감의 총 7개의 주요 영향 인자들을 설정하고 수치해석을 이용한 Parameter Study를 수행하였다. 그 결과를 통해 Boscardin and Cording 구조물 손상도표를 이용한 안정성 분석, 최대침하량과 각변위를 이용한 안정성 분석을 수행하고 각각의 주요 영향 인자들에 대한 상관성 분석을 실시하였다. 또한, 매개변수 해석을 통한 지반 및 구조물 상호거동 양상을 이용하여 경기도 화성시에 위치한 𐩒𐩒𐩒터널 현장에 적용하고 현장 적용성을 분석하였다. 그 결과 오차가 약 1.0%로 나타나 설계단계에서의 터널 굴착에 따른 구조물 안정성 평가 시 다양한 조건에서 적합한 노선 결정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있도록 하였다. In order to evaluate the impact of ground subsidence and superstructures that are inevitably caused by tunnel excavation, a total of seven major influencing factors of surface subsidence and structural soundness reduction were set, and a Parameter Study using numerical analysis was conducted. Stability analysis was performed using scheme of Boscardin and Cording method and the maximum subsidence amount and the angular displacement, and correlation analysis was performed for each major influencing factor. In addition, it was applied that used the mutual behavior of the ground and the structure by parameter analysis in the site of the 𐩒𐩒𐩒 tunnel located in Hwaseong-si, Gyeonggi-do, and the applicability of the site was analyzed. As a result, the error was found to be 1.0%, and it could be used as a basic material for determining the appropriate tunnel route under various conditions when evaluating the stability of the structure according to tunnel excavating at the design stage.
대심도 굴착면 지지를 위한 2열 겹침말뚝의 휨 강성에 관한 연구
최원혁(Won-Hyuk Choi),나유성(You-Sung La),김범주(Bum-Joo Kim) 한국지반신소재학회 2018 한국지반신소재학회 논문집 Vol.17 No.1
2열 겹침말뚝벽체는 30m 이상의 대심도에 적용 가능한 고강성의 주열말뚝으로서 동시에 연속성을 확보하여 차수벽이 되는 흙막이 벽체를 목표로 현재 개발 중에 있는 공법이다. 본 연구에서는 그러한 2열 겹침말뚝벽체의 최적 단면을 결정하는데 필요한 기초 데이터를 확보할 목적으로 여러 조건으로 가능한 시공 단면에 대하여 이론적 방법과 수치해석을 통해 각각의 휨 강성 특성을 조사하고, 이를 기존의 전형적인 CIP 및 SPW 단면의 휨 강성과 비교, 분석하였다. 그 결과, 말뚝 간 겹침길이가 커질수록 휨 강성이 감소하나 말뚝 주열수, 즉 1열과 2열 말뚝 간 휨 강성의 현저한 차이에 비해서는 그 차이가 미미한 것으로 나타났고 또한, 2열 겹침말뚝에서 보강재 종류와 말뚝개당 사용 개수가 휨 강성 크기에 미치는 영향은 겹침길이 차이에 따른 영향보다도 작은 것으로 나타났다. 따라서, 벽체의 구조적 성능 관점에서 본다면 2열 겹침말뚝벽체는 말뚝 간 겹침부 크기와 사용 보강재의 종류, 갯수에 크게 상관없이 대심도용 흙막이 벽체로 기존 공법인 CIP나 SPW 등에 비해 월등히 우수한 성능을 갖춘 것으로 파악되었다. Two-row Overlap Pile wall is a novel retaining wall system with high flexural rigidity and waterproofing for deep excavation support currently being developed in Korea. The Two-row Overlap Pile wall is constructed by making an overlap between consecutive four-axis (or two-axis) auger piles which themselves are overlapped and arranged in zigzag manner. In this study, the flexural rigidity of the Two-row Overlap Pile wall, including the effect of cross-sectional shape, was examined using both theoretical and numerical approaches. The results of investigation suggested that the Two-row Overlap Pile wall formed with two-row piles exhibit greatly higher flexural rigidity than conventional one-row pile walls such as Cast in place pile (CIP) and Secant pile wall (SPW), whereas the effect of overlap length between piles on the flexural rigidity is relatively minimal.