A Study of Modelling Methods Used for the Analysis on Cut-and-Cover Tunnel Lining

복개터널 라이닝 해석을 위한 모델링 기법에 관한 연구

In this study, numerical analyses on cut-and-cover tunnel linings were performed using different modeling methods based on both structural and geotechnical engineering. The purpose was to find a relatively more reasonable modeling method and boundary conditions. The results of the study revealed problems associated with each modeling method and factors influencing the behavior of cut-and-cover tunnel lining. A method was proposed allowing the simulation of field condition in a more rational way. It was indicated that, under the given conditions, displacements and member forces occurring on concrete lining could be different as much as 53% depending on the type of modeling method applied; and 32% depending on the boundary conditions employed. Determination of boundary conditions properly simulating actual field conditions and verification of prediction based on instrumentation are essential for rational design and analysis.

본 연구에서는 복개터널 라이닝의 합리적인 모델링 방법 및 구속조건 등을 검토하기 위하여, 동일한 현장 조건에 대하여 현재 널리 적용되고 있는 구조공학적 모델링 방법과 지반공학적 모델링 방법을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석결과로부터 각 모델링 방법의 문제점 및 복개터널 라이닝의 거동에 영향을 미치는 인자를 파악하였으며, 현장조건을 보다 합리적으로 모델링 할 수 있는 방안을 제시하였다. 해석결과 동일 조건하에서 모델링 방법에 따라 콘크리트 라이닝에 발생하는 변위 및 부재력은 약 53%의 차이가 발생하며, 구속조건의 차이에 따라 콘크리트 라이닝에 발생하는 변위 및 부재력은 약 32%의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 보다 합리적인 설계 및 해석을 위하여 현장조건에 맞는 구속조건 결정 및 현장계측 등을 통한 모델링 기법의 정확성 검증 등과 같은 다양한 연구가 수행되어져야 할 것으로 판단된다.