얕은 터널의 개착식 터널 라이닝에 발생하는 과잉토압은 라이닝의 변형과 손상을 유발하는 역학적 주요인자들 중의 하나이며(Kim, 2000), 과잉토압은 되메움토의 다짐불량, 자중에 의한 압밀, 강우의 침투에 의한 다짐, 차량에 의한 진동 등에 의해 발생할 수 있다(Komiya et al., 2000; Taylor et al., 1984; Yoo, 1997). 터널 라이닝에 발생하는 토압을 구하기 위한 많은 시험이 행해졌지만, 부등침하와 과잉토압을 줄일 수 있는 보강대책을 수립하기 위한 사례는 없다. 본 연구는 모래 지반에 $1.0D\sim1.5D$ 깊이에 개착식으로 시공하는 원형의 강성 터널에 작용하는 토압에 관한 것으로 진동다짐의 영향을 모형실험에서 충분히 반영하기 위하여 100Hz의 진동주파수를 사용하였다. 본 연구에서는 개착식 터널 라이링에 작용하는 부등침하와 과잉토압을 줄이기 위해서 지오텍스타일 매트를 설치하였다. 지오텍스타일 매트의 보강에 의한 부등침하와 토압의 감소효과를 확인하기 위해 실내모형실험을 수행하였다. 실내모형실험에서 토피, 매트 보강형태, 절취면의 거칠기 등을 달리하여 가장효과적인 방법을 구하였다. 절취면의 거칠기 달리하기 위해 사면에 사포#100, 사포#400과 acetate 부착하였습니다. 무보강과 매트 보강에 대한 모형실험을 실시하여 구한 토압을 비교하여 매트 보강효과를 살펴보았으며, 사진분석법(Park, 2003)을 이용하여 지반의 변형을 분석하였다.
해안도로에 건설되는 콘크리트 포장체는 염해의 영향을 받는다. 또한 해안도로의 기초가 되는 지반은 약 5%가 연약지반으로 이루어져 있으며, 이에 대해 적절한 처리가 이루어지지 않으면 시간이 지남에 따라 침하가 발생하여 포장체에 부정적인 영향을 끼칠 수 있다. 연약지반의 장기적 거동에 의한 부등침하로 콘크리트 포장체에 균열이 발생할 경우, 염분의 침투 및 포장체내로의 확산이 가속되어 균열을 더욱 심화시키는 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 이와 같이 포장체와 하부지반의 상호 유기적인 관계를 규명하고 부정적 영향의 정도를 예측함으로써 해안도로의 건전성 및 공용성을 확보를 위한 근간을 제공하고자 한다.
뒷채움재료의 선정기준으로 구조물과 연이은 토공부 사이의 부등침하를 최소화하기 위해 맞물림(Interlocking)효과 및 다짐성이 우수하고 배수가 원활히 될 수 있는 입상재료인 선택층 재료를 사용하는 것으로 규정 및 설계하고 있다. 일률적으로 정해진 현재의 뒤채움재료 선정기준은 건설초기에 손쉽게 구할 수 있었던 선택층 재료인 SB-1의 공급이 어려워져 적절하게 현장여건을 고려하기 곤란하다. 공학적 측면에서 지나치게 안전측으로 선택 및 설계되는 경우가 있어 공사비의 상승 등 시공성과 경제성 측면에서 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 실내 모형토조를 이용하여 뒤채움 완료 후 뒤채움부 상단에서 교통하중에 의한 장기동적토압을 모사해 뒤채움부의 장기 침하량과 수직, 수평토압을 측정 비교해 교대 뒤채움부 재질 변경을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.
Conventionally, it used to be focused on simply prevention of further settlement of structures, where, much of problems were raised and sometimes the construction itself was not possible. Further, rough estimation of the ground, which is unseen, often incurred many troubles in the maintenance. D-ROG method is a high-tech technology that changes almost all of the concepts on the conventional grouting, is expanding its application scope spanning from the restoration of settled structures to ground strengthening works necessary for building enlargement and remodeling.
본 연구는 경부고속철도(대구~부산) 도심통과 노반신설 공사중 기존 부산지하철 1호선 및 부산지하철 2호선 구간에 대한 안정성에 관한 연구로서 현장조사를 실시하여 대상시설물의 외관상태, 품질상태 및 내구성능 등을 평가하고 MIDAS/GTS를 이용한 수치해석을 통해 대상시설물 및 본선터널의 안정성을 검토하는데 그 목적이 있다. 지하수위 하에서 터널이 시공되는 기본 메카니즘과 3차원 유한요소해석 응력-간극수압 연계해석을 수행한 후 라이닝 작용하중, 막장안정성, 지표침하 등 지하수와 터널굴착의 상호관계를 고찰하였다. 수치해석의 결과 1, 2호선의 최대침하, 부등침하, 라이닝응력 등은 허용치 이내이며 손상 정도는 무시할 수 있는 정도의 경미한 것으로 나타나고 있다. 그러나 실제 터널 시공시 막장거동을 최소화하기 위하여 필요시 Pre-Grouting을 시행하여 터널 굴착시 터널내 유출수를 최소화하는 것이 필요할 것으로 판단된다.
고밀도 급속 팽창재는 주입과 동시에 화학반응으로 인한 순간 발포반응이 생겨 주입재료의 고결부피를 증가시키는 공법으로써 구조물 축조 시 지반의 안정성 확보, 침하 구조물복원 및 차수에 효과적인 공법이다. 이와 관련하여 본 연구에서는 주입재료의 역학적 실험을 통하여 구조물 기초지반의 안정성 평가와 현장시공을 이용한 지내력 증대 효과를 분석하였다. 실험 결과, 사질토 지반의 경우 주입재의 주입 후 약 10.5% 정도 흙의 단위 중량이 감소 된 것으로 확인되었으며, 구조물에 대한 허용지지력 모두 안전하다고 판단되었고 지반개량 후 각 단면별 침하량은 허용 침하량 5 cm 이내인 2.28, 1.55, 0.46 cm로써 안전하다고 판단되었다. 현장 실험 후 대상 건축물의 최상층에 5개의 경사계를 설치하여 X, Y축에 대한 변위를 측정하였다. 계측결과, 시공 후 약 16개월(509일)동안 구조물의 부등침하 또는 침하균열 현상과 관련된 변위는 측정되지 않았다. 이는 급속 팽창재의 주입 후 지반의 안정성이 충분히 증대된 것이라고 판단할 수 있다.
근래 지구촌의 산업화가 가속됨에 따라 대지의 활용도가 급속하게 증가하고 있으며 아울러 인구의 증가 및 개개인 삶의 공간적 범주가 점점 확대되면서 지구상에 광범위하게 분포되어 있는 연약지반으로의 관심이 집중되고 있는 실정이다. 최근 국내에서도 고속철도, 인천국제공항, 도심지 지하철 및 서ㆍ남해안 항만공사 등 대규모 국가건설공사가 진행 중에 있으며 더더욱 임해시설의 확충이라든지 인공섬 등의 건설이 활발해지면서 연약지반에 대한 관심이 고조되고 있다. 하지만 연약지반의 특성을 경시한 나머지 터널의 붕락, 주변지반 및 인접건물의 부등침하, 측방유동에 의한 구조물변위 등 대형 안전사고가 빈발하게 발생되어 왔다. 이러한 안전사고의 대책으로서 지반보강을 위한 여러 가지 신공법이 개발되었고, 새로운 터널보조공법이 국내 지하철건설현장에서 널리 쓰여지고 있으며 이러한 공법 등을 통한 성과도 적지 않게 보고되고 있다.(중략)
부산항 신항 서컨테이너터미널은 선박 대형화와 완전 무인 자동화부두 구축이라는 설계컨셉에 따라 접안 가능한 최대선박은 3만 TEU 선박으로 결정하고 그에 따라 제반 시설들의 규격을 증대하였으며, 상부 자동화 설비들의 운영에 지장이 발생하지 않도록 대형 유수실, 월파차단벽 등의 침수 방지시설과 크레인 및 AGV구간 부등침하 방지를 위해 41.5m의 광폭케이슨과 176m의 광폭 DCM기초를 적용하고, 최신 설계기준에 의거한 내진 I 등급 구조물로 계획하는 등 안전하고 이용성이 뛰어난 컨테이너 터미널이 구축되도록 하였다.
본 연구에서는 축소모형실험을 통해 석회암 공동 상부에 존재하는 구조물 기초의 안정성을 검토하였다. 공동의 형상은 단축장축비율 1/3인 타원형으로 가정하고, 공동의 심도, 위치, 경사, 크기, 개수를 변화시킨 5가지 그룹, 12개 모형들을 실험하였다. 실험결과로서 모형별 균열개시압력, 최대압력, 변형거동, 파괴양상, 침하곡선을 구하였으며, 공동의 제반 조건들이 기초의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 무공동 모형은 전단파괴를 보였으나, 공동 포함 모형들은 관입파괴만 발생한 경우, 전단파괴와 관입파괴가 함께 발생한 경우, 전단파괴가 이중으로 발생한 경우 등의 다소 복잡한 파괴형식을 보였다. 공동의 심도가 작을수록, 크기가 클수록, 개수가 많을수록 기초의 안정성은 감소하였다. 공동의 일부가 기초저면의 직하부에 놓일 때는 부등침하가 관찰되었고, 공동들의 분포상태에 따라 침하곡선은 다른 형태를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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