• Geomechanics and Engineering
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• 제19권3호
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• pp.241-254
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• 2019

A finite element approach is presented to examine ground vibration characteristics under various moving loads in a homogeneous half-space. Four loading modes including single load, double load, four-load, and twenty-load were simulated in a finite element analysis to observe their influence on ground vibrations. Four load moving speeds of 60, 80, 100, and 120 m/s were adopted to investigate the influence of train speed to the ground vibrations. The results demonstrated that the loading mode in a finite element analysis is reliable for train-induced vibration simulations. Additionally, a three-dimensional finite element model (3D FEM) was developed to investigate the dynamic responses of a track-ballast-embankment-ground system subjected to moving loads induced by high-speed trains. Results showed that vibration attenuations and breaks exist in the simulated wave fronts transiting through different medium materials. These tendencies are a result of the difference in the Rayleigh wave speeds of the medium materials relative to the speed of the moving train. The vibration waves induced by train loading were greatly influenced by the weakening effect of sloping surfaces on the ballast and embankment. Moreover, these tendencies were significant when the vibration waves are at medium and high frequency levels. The vibration waves reflected by the sloping surface were trapped and dissipated within the track-ballast-embankment-ground system. Thus, the vibration amplitude outside the embankment was significantly reduced.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.5-17
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• 2019

철도하중 및 지진하중 재하 시 궤도지지말뚝 구조의 동적 거동 평가를 위해 동적원심모형 실험을 수행하였다. 실험의 변수는 연약지반의 깊이와 성토체의 높이로 결정하였으며, 총 4가지 경우에 대해 실험을 수행하였다. 연약지반 깊이는 실제 연약지반층에 고속철도를 부설한 호남고속철도의 익산-정읍 구간의 시추주상도를 분석하여 결정하였으며, 성토체의 높이는 일반적인 고속철도의 성토체 높이 범위의 하한 값과 상한 값으로 결정하였다. 실험 결과, 연약지반 깊이 대비 성토체 높이 비율이 높을 수록 말뚝에 작용하는 최대 휨모멘트 값이 크게 평가되었다. 또한, 실험조건 내에서 부설되는 궤도지지말뚝 구조는 단주기 지진파에 대해서는 국내 내진설계 기준의 최대 지진하중인 0.22g에 대해서까지 안전한 것으로 확인되었다. 그러나, 장주기 지진파에 대해서는 재현주기 2400년 지진인 0.22g로 가진시 말뚝의 균열 모멘트가 초과되었다. 일련의 실험결과를 바탕으로, 본 논문에 기술된 연약지반 깊이와 성토체 높이 범위 내에서 궤도지지말뚝 일반 단면에 대한 연약지반 대비 성토체 높이 비율 기준을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.278-285
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• 2013

콘크리트궤도가 도입됨에 따라 토공노반에서의 잔류침하 억제가 중요한 사안으로 대두되고 있다. 파일슬래브구조는 침하억제공법으로서 슬래브는 성토하중을 분산하고 파일은 분산된 하중을 지지층까지 직접 전달시켜 충분히 지지력을 확보하여 침하를 방지한다. 철도노반에 적용시 하중전달특성은 매우 우수하지만, 주행하중에 대한 진동전달 및 상호작용에 대한 특성이 규명되지 않았다. 구조적 특성상 이동하는 열차하중에 의해 발생한 진동은 슬래브를 반사층으로 하여 상부성토체 내에서 다중반사되어 전파할 가능성이 있는데 이는 열차의 주행안정성과 승차감에 영향을 미칠 수 있다. 본 논문에서는 파일슬래브가 설치된 철도노반에서 열차 주행에 의해 발생되는 진동에너지의 전파특성을 평가하기 위하여 인공적인 충격하중과 고속열차의 실측하중을 사용하여 노반구조별 진동전파특성을 시간영역 및 주파수 영역에서 해석하였다. 검토 결과, 파일슬래브 구조에서의 진동 반사효과를 확인하였으며, 적정 성토고가 확보되는 경우에는 진동에 안정적이지만 성토고가 낮은 경우에는 저주파 영역의 진동에너지가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1542-1549
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• 2009

The function of subgrade in the railway is to support track load on the subgrade as well as train load. Unlike the traditional railway, the uppermost subgrade layer in the Gyeongbu high speed railway was constructed as the reinforced road bed. The reinforced road bed comprises sub-ballast in the upper part and grade ballast in the lower part. The filling material such as soil and rocks in the subgrade can be settled by consolidation of original ground, compression due to self weight, plastic displacement due to train operation, and unequal settlement due to embankment material or improper compaction, therefore many efforts have been given for sufficient compaction and use of proper filling materials in the construction stage. The purpose of this study is to investigate the deformation state of subgrade in the Gyeongbu high speed railway. The investigation on the subgrade settlement was performed by choosing representative sections suspected to be settled based on the previous GPR test results and track maintenance history, measuring the settlement for some time period after installing settlement measuring instruments on and under the reinforced road bed. and analyzing the long-term subgrade settlement data from monitoring system which was installed at the construction stage of the high speed railway.