• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권5호
• /
• pp.389-399
• /
• 2016

해저 터널의 안정성 평가는 계측 변위 이외에도 응력, 수압 그리고 지반강성(열화) 등 다른 계측 정보를 사용해서 역해석 알고리즘에 반영하면, 그 효율성이 증대될 수 있다. 본 연구에서는 FLAC3D 프로그램에 내장된 FISH 언어를 사용해서, 기 구축된 변위-응력 기반의 차분진화 알고리즘을 수정 및 확장하였다. 확장된 차분진화 알고리즘에는 변위, 응력 정보 외에도 수압 및 지반 및 라이닝 열화 정보도 입력 인자로 사용되었다. 해저 터널 안정성 평가에 추가적인 계측 정보를 활용하면, 터널 역해석에 대한 오차율이 감소함을 확인할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제17권4호
• /
• pp.411-424
• /
• 2019

In this study, a numerical model of a shield tunnel with an assembled segmental lining was built. The seismic response of the segmental lining of the section of the shield tunnel in Line 1 of the Chengdu Metro is analyzed as it passes through the interface of sand-cobble and mudstone layers. To do so, the node-stress seismic-motion input method was used to input the seismic motion measured during the 2008 Wenchuan earthquake, and the joint openings and dislocations associated with the earthquake action were obtained. With reference to the Ethylene-Propylene-Diene Monomer (EPDM) sealing gaskets used in the shield tunnels in the Chengdu Metro, numerical simulation was applied to analyze the contact pressure along the seepage paths and the waterproof property under different joint openings and dislocations. A laboratory test on the elastic sealing gasket was also conducted to study its waterproof property. The test results accord well with the numerical results and the occurrence of water seepage in the section of the shield tunnel in Line 1 of the Chengdu Metro during the 2008 Wenchuan earthquake was verified. These research results demonstrate the deformation of segmental joint under earthquake, also demonstrate the relationship between segmental joint deformation and waterproof property.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제24권1호
• /
• pp.65-79
• /
• 2023

A simplified analytical solution for seismic response of tunnel cross section in horizontally layered ground subjected to oblique incidence of SH wave is deduced in this paper. The proposed analytical solution consists of two main steps: free-field response in layered field and tunnel response. The free field responses of the layered ground are obtained by one-dimensional finite element method in time domain. The tunnel lining is treated as a thick-wall cylinder to calculate the tunnel response, which subject to free field stress. The analytical solutions are verified by comparing with the dynamic numerical results of two-dimensional ground-lining interaction analysis under earthquake in some common situations, which have a good agreement. Then, the appropriate range of the proposed analytical solution is analyzed, considering the height of the layered ground, the wavelength and incident angle of SH wave. Finally, by using the analytical solutions, the effects of the ground material, burial depth of the tunnel, and lining thickness and the slippage effect at the ground-lining interface on the seismic response of tunnels are investigated. The proposed solution could serve as a useful tool for seismic analysis and design of tunnels in layered ground.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제12권2호
• /
• pp.165-175
• /
• 2010

최근에 물류비 절감, 교통 편의성 개선, 지역발전 등 정치, 경제, 사회적 요구에 따라 장대 해저터널 건설의 필요성이 증가하고 있다. 또한, 도심지에 건설되는 도로 및 철도터널에서도 터널의 장대화에 따라 공사용 및 환기용 수직구의 설치가 필수적이다. 수직구 굴착 후 설치되는 콘크리트 라이닝의 설계시 결정해야할 요소는 직경, 단면두께, 소요철근량 등이다. 이러한 수직구 직경, 하중조건, 지반조건을 고려하여 최적의 라이닝 단면설계를 위해서는 많은 구조검토가 필요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 조건에 대하여 구조해석을 수행하여 라이닝 단면설계도표를 제시하였다. 제안된 도표를 이용하여 간편하게 규모 및 하중조건에 따른 라이닝 단면두께 및 소요철근량 산정이 가능하다.

• 지질공학
• /
• 제18권1호
• /
• pp.93-102
• /
• 2008

최근 국내 터널현장에서는 기존 H형 강지보의 단점을 보완한 격자지보의 사용이 증가하고 있다. 격자지보는 숏크리트와 일체구조를 형성하며 지반을 지지한다. 따라서 지반하중을 산정하기 위해서는 격자지보 계측이 필요하다. 그러나 국내 터널 현장에서 격자지보 계측은 거의 수행되지 않고 있으며 적절한 계측 방법에 대한 이론도 확립되지 못한 상태이다. 숏크리트 계측에서는 무응력 상태에서 지반하중과 관계없이 숏크리트에서 발생하는 변형률에 대한 고려가 필요하지만 이에 대한 보정은 거의 이루어지지 알고 있다. 본 연구에서는 터널 현장에서의 격자지보와 무응력 숏크리트 계측 결과를 분석하여 주지보 계측의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.55-65
• /
• 2014

대부분의 쉴드터널은 비배수조건으로 설계되지만 현장에서 터널 내부로 지하수가 유입되고 배수시설을 통하여 배출되는 배수터널처럼 작동하기 때문에 쉴드터널 설계에서 배수조건이 고려될 필요가 있다. 본 연구에서는 배수조건과 응력조건 조절을 통하여 지하수면 아래에 위치한 터널을 모사할 수 있는 실험장비를 개발하였다. 모형실험을 통하여 지중내에 작용하는 전응력 및 간극수압을 조사하였고 배수내관의 유입유량을 측정하였다. 실험결과 간극수압과 유효응력의 합으로 나타나는 전응력의 증가율이 비배수조건에서 더 크게 나타났고, 유입유량은 수압에 비례하고 재하응력에 반비례하였다. 결과적으로 쉴드터널에서 배수를 고려한다면 응력이 감소되기 때문에 보다 경제적인 설계가 가능할 것으로 예상된다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권5호
• /
• pp.139-144
• /
• 2020

본 연구에서는 드럼자체와 브레이크에 대한 시뮬레이션 해석을 하였으며 열해석 결과와 구조 해석을 통한 내구성을 고찰하여 그 해석 결과를 얻었다. 브레이크 실린더로 인하여 힘을 받는 라이닝,라이닝의 확장으로 인하여 힘을 받는 드럼 내부, 축의 회전으로 인하여 힘을 받는 드럼에 대한 열응력 및 구조 해석을 통하여 어느 부분에 등가응력과 변형량이 큰지를 확인하였다. 본 연구 결과를 종합하여 브레이크 디스크설계에 응용한다면 열변형 방지 및 그 내구성을 증대시키는데 활용성이 클 것으로 사료된다. 본 연구 결과는 실제적으로 드럼 브레이크에서의 열응력에 견딜 수 있는 내구성 있는 설계에 유용하게 적용할 수 있다. 계절별 기차선로 이음새에서의 내구성 해석을 적용함으로서 본 연구 결과가 미적인 설계에 응용되는 융합 연구에 유리하다고 보여진다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.97-108
• /
• 2005

본 논문에서는 터널굴착과 지히수의 상호작용이 터널의 거동에 미치는 영향에 대한 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 터널 굴착으로 인해 지하수유동이 발생하는 구간에서의 설계주안점을 고찰하였으며 서울지역의 지하철 건설시 접하는 일반적인 지반조건에 시공되는 가상의 터널조건에 대해 응력-간극수압 연계해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였다. 매개변수 연구 결과를 토대로 지하수 유동에 따른 막장거통 및 지표변위 특성을 고찰하였으며 터널-지히수 상호작용 관점에서 지반/라이닝 투수성에 따른 솟크리트 라이닝 응력 발생 경향을 고찰하였다. 검토결과 터널-지히수 상호작용은 지표침하량 및 변위를 증가시키며 솟크리트 라이닝 축력을 증가시키는 것으로 나타났다. 아울러 솟크리트 축력은 지반과 솟크리트 라이닝의 상대적 투수성에 좌우되는 것으로 나타났다. 본 연구결과를 종합하여 설계시 고려하여야 할 주안점을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권4호
• /
• pp.21-34
• /
• 2014

본 연구는 터널 열화 특성과 이와 관련된 각종 문헌 및 사례조사를 통하여 비교 분석하고 정량적인 해석을 위한 영향인자를 도출하여 입력변수를 결정하고 국내 고속철도 터널의 대표단면(풍화암)에 대하여 수치해석을 실시하였다. 해석 결과는 공용 후 30년 경과 시 열화로 인하여 천단침하량은 7.0%, 지표침하량은 30.2%이 증가하고 내공변위는 9.0mm가 수축 한 이후 점차 수렴되는 경향을 보였다. 또한 이완하중고는 공사 완료 후 50년 경과 시 터널고의 2.55배까지 증가하여 극한상태에서의 Terzaghi의 제안값 보다 상당히 큰 값을 나타내었으며, 이러한 소성영역의 확장으로 인하여 터널 라이닝에 3.20~3.66MPa의 축응력이 추가로 작용하게 되는 경향을 확인하였다. 따라서 이로부터 설계에 반영할 수 있는 정량적인 예측기법을 제안하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.1316-1323
• /
• 2005

Most tunnel lining material which has been used in the domestic is a concrete. But many problems as the construction period, the cost, and the crack occurrence for the design, construction, and management were happened in the concrete lining. For this reason, many research institutes like the Korea Highway Corporation recognize the necessity of an alternate material development and grow on the interest for that. So in this study, the behaviour characteristics for the application of the Corrugated Steel Plate Lining in cut-and-cover tunnel are evaluated as several conditions for the backfill height, the cutting slope, and the relative density of backfill soil are changed. In addition, through using that conditions, CHBDC(2000, Canadian Highway Bridge Design Code) is evaluated if it could be applied to the design by comparing with the numerical analysis results. As the behaviour characteristics of the Corrugated Steel Plate Lining by CHBDC and the static numerical analysis are analyzed, both the methods show the same linear increases of the compressive stress according to the increase of the backfill height. The CHBDC of the dead load condition has very similar tendency by comparing with the result of the static numerical analysis.