Recently, as it has greatly increased the demand on the serviceability of subway, cable tunnel, the stability of the tunnel structures has been attracting the concern of engineers and researchers. The purpose of this study is to idently the various characteristics of lining concrete in subway structures. The nondestructive technique such as the surface hardness method and the extend of carbonation by phenolphthalein indicator and chemical analysis due to XRD are considered. Also, the concrete core was cut in three pieces per tunnel for the exact evaluation of strength.
산간 지형이 많은 국내 여건상 물류수송 및 교통 등을 위한 터널 구조물의 활용성은 매우 높다. 최근 현장에서는 공기단축 및 원가절감을 위하여 터널 굴착과 라이닝 콘크리트의 타설을 병행하는 공법이 진행되면서 굴착에 의한 진동 등의 영향으로 콘크리트 구조물 초기 재령에서 균열 및 내구성능 저하 문제가 발생하고 있다. 본 연구에서는 터널 라이닝용 콘크리트 배합에 있어서 보강재를 강섬유와 더불어 최근 국내에서 개발된 폴리아미드 섬유를 병행 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 실험적으로 검토하였다. 또한 유 무기 섬유보강 터널 라이닝 콘크리트 부재의 하중-변위와 하중-변형률 관계를 모형 실험으로 평가하였다. 실험 결과, 보통 콘크리트에 강섬유와 폴리아미드 섬유 보강재를 하이브리드화하여 사용한 콘크리트 부재에서 구조 성능이 증진됨을 확인할 수 있었다.
We know the several construction methods for underwater tunnel, but properly submerged concrete box type tunnel was mostly good structure stability and mostly shot length of tunnels. Submerged box type tunnel was buildup the unit segments in dry dock or ship yard by 10 to 20meters. The submerged box was composed with segments was join each together. It was installing the gate and waterproofing the coupling the front hull of a box. The complete submerged box rise up to the surface water, tow in the submerged box by tugboat, going to the destination of tunnel construction site. Beforehand dredge up soil at the bottom of a underwater, sinking the submerged box, connection together complete submerged box in underwater. The research and development ILM tunneling method is receiving careful study. Biggest weakness in submerged concrete box type tunnel was pressure waterproofing, box to box connecting, complete submerged boxes navigation and installation, after operation the submerged tunnel and management concrete box structure. It was positive evidence in submerged concrete box type tunnel. We make a practical application of the principle "the ILM tunneling method in underwater construction methods."
Wu, Xiangguo;Nie, Chenhang;Qiu, Faqiang;Zhang, Xuesen;Hong, Li;Lee, Jong-Sub;Kang, Thomas H.K.
Computers and Concrete
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제29권2호
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pp.69-79
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2022
For long underground box utility tunnels, post-tensioned precast concrete is often used. Between precast tunnel segments, sealed waterproof flexible joints are often specified. Fault displacement can lead to excessive deformation of the joints, which can lead to reduction in waterproofing due to diminished contact pressure between the sealant strip and the tunnel segment. This paper authenticates utilization of a finite element model for a prefabricated tunnel fault-crossing founded on ABAQUS software. In addition, material parameter selection, contact setting and boundary condition are reviewed. Analyzed under normal fault action are: the influence of fault displacement; buried depth; soil friction coefficient, and angle of crossing at the fault plane. In addition, distribution characteristics of the utility tunnel structure for vertical and longitudinal/horizontal relative displacement at segmented interface for the top and bottom slab are analyzed. It is found that the effect of increase in fault displacement on the splice joint deformation is significant, whereas the effects of changes in burial depth, pipe-soil friction coefficient and fault-crossing angle on the overall tunnel and joint deformations were not so significant.
Maintenance monitoring of the tunnel which offers continuous data during and after tunneling has been applying to tunnels in order to meet the maintenance of tunnel and to confirm continuous security of the tunnel after tunneling. But, the maintenance monitoring of tunnel results for long period is not easy to find, and moreover, the rational analysis method on tunnel monitoring has not been established yet. In this study, the relationships between displacement and stress of the tunnel concrete lining using various analysis methods are compared with maintenance monitoring. The tunnel behavior were measured in the subway tunnel passing comparative soft the weathering and analyzed both security and mechanical characteristics of the tunnel concrete lining. Also, analyzed relationship between residual water pressure applied on tunnel design and one obtained by monitoring.
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.
Jiang Bei;Xu Shuo;Wang Qi;Xin Zhong Xin;Wei Hua Yong;Ma Feng Lin
Steel and Composite Structures
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제51권2호
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pp.117-126
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2024
There are many challenges in the construction of large-section tunnels, such as extremely soft rock and fractured zones. In order to solve these problems, the confined concrete support technology is proposed to control the surrounding rocks. The large-scale laboratory test is carried out to clarify mechanical behaviours of the combined confined concrete and traditional I-steel arches. The test results show that the bearing capacity of combined confined concrete arch is 3217.5 kN, which is 3.12 times that of the combined I-steel arch. The optimum design method is proposed to select reasonable design parameters for confined concrete arch. The parametric finite element (FE) analysis is carried out to study the effect of the design factors via optimum design method. The steel pipe wall thickness and the longitudinal connection ring spacing have a significant effect on the bearing capacity of the combined confined concrete arch. Based on the above research, the confined concrete support technology is applied on site. The field monitoring results shows that the arch has an excellent control effect on the surrounding rock deformation. The results of this research provide a reference for the support design of surrounding rocks in large-section tunnels.
본 논문은 콘크리트 라이닝의 배면공동 현상, 초기 균열 등과 같은 콘크리트 라이닝 타설시 문제점들을 해결하기 위해 개선 방안을 제시하고 이를 단면크기의 변화에 따른 영향을 연구하였다. 연구를 수행하기 위해 초기 균열 형태와 발생 원인에 대한 분석을 실시하였으며 균열발생 최소화를 위한 개선된 타설 방안을 제시하였다. 제시한 타설 방안의 효율성 및 터널 단면크기에 따른 영향을 확인하기 위하여 기존의 1/20 축소모형실험 및 1/7 축소모형실험을 실시하여 타설율을 비교 분석하였다. 이에 따른 실험 결과는 기존의 타설 방안의 경우 1/20 축소모형실험 보다 1/7 축소모형실험의 타설율이 증가하여 차이를 보였지만 개선된 타설 방안의 경우 유사한 타설율을 나타내 2가지 실험 모두 신뢰성을 갖는 것으로 판단된다.
Tunnel type spillway is rarely constructed in worldwide, and designed secondary in Korea. In this paper we pronounce a case study of tunnel type spillway design. We firstly considered lining concrete abrasiveness and cavitations for tunnel safety. This paper describes the design of tunnel type spillway section, excavation method, blasting, support and concrete lining.
To assess tunnel safety, cracks in tunnel lining are measured by inspectors, who observe cracks with their naked eyes and record them. But manual inspection is slow, and measured crack data is subjective. Therefore, this study proposes inspection system fur measuring cracks in tunnel lining and providing objective crack data to be used in safety assessment. The system consists of On-vehicle system and Laboratory system. On-Vehicle system acquires image data with line CCD camera on scanning along the tunnel lining. Laboratory system extracts crack information from the acquired image using image processing. Measured crack information is crack thickness, length and orientation. To improve accuracy of crack recognition, the geometric properties and patterns of cracks in concrete structure were applied to image processing. The proposed system was verified with experiments in both laboratory environment and field environment such as subway tunnel.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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