• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.911-917
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• 2018

This paper concerns a numerical investigation on the effect of construction sequence on three-arch (3-Arch) tunnel behavior. A three-arch tunnel section adopted in a railway tunnel construction site was considered in this study. A calibrated 3D finite element model was used to conduct a parametric study on a variety of construction scenarios. The results of analyses were examined in terms of tunnel and ground surface settlements, shotcrete lining stresses, loads and stresses developed in center column in relation to the tunnel construction sequence. In particular, the effect of the side tunnel construction sequence on the structural performance of the center structure was fully examined. The results indicated that the load, thus stress, in the center structure can be smaller when excavating two side tunnels from opposite direction than excavating in the same direction. Also revealed was that no face lagging distance between the two side tunnels impose less ground load to the center structure. Fundamental governing mechanism of three-arch tunnel behavior is also discussed based on the results.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.123-131
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• 2009

불연속성 암반에 2-Arch 터널을 건설할 경우, 필러에 작용하는 응력분포 특성을 파악하기 위하여 대형 모형실험과 수치해석을 수행하였다. 분석결과, 불연속면이 존재하는 경우에는 필러에 작용하는 하중이 매우 불규칙적으로 발생하였으며, 불연속면 경사의 영향이 큰 것을 확인하였다. 수치해석 결과 필러부에는 굴착단계에 따라 위치별로 큰 응력 차이가 확인되었다. 주목할 점은 터널 굴착시 벽체뿐만 아니라 필러 기초부에도 큰 응력 차이가 발생하였다. 필러 설계시 이러한 응력편차 현상을 신중하게 고려할 필요가 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1518-1525
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• 2008

This paper concerns optimum design of 2-Arch tunnel. A 2-Arch tunnel adopted in a subway tunnel construction site is considered in this study. A calibrated 3D finite element model was adopted to conduct a parametric study on the lagged distance between left and right tunnel faces. The results of analysis were examined to determine optimum lagged distance for minimizing the interaction between the left and right tunnels. The results indicated that the shotcrete lining stress and the center pillar load are more influenced by the second tunnel excavation than the tunnel deformation. Also shown is that a lagged distance of 20m is sufficient to minimize the interaction between two tunnels. Fundamental mechanism of 2-arch tunnel was also investigated based on the results.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 지반공학 공동 학술발표회
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• pp.601-612
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• 2005

In mountainous area, Two parallel tunnels have been usually recognized as a road tunnel which has benefits in aspects of cost and stability. However, Design and construction of 2-Arch road tunnel are growing recently due to environmental destruction, compensation of land and difficulty of route separation. As studies are mainly undergoing on only guaranteeing stability and developing a waterproofing-drainage system to avoid water leakage through comprehension for characteristics of 2-arch tunnel behaviors, there is a tendency to evaluate quantity of support by empirical method with a tunnel which has a complicated cross-section and lack of construction ability. In this study, therefore, we made a plan of tunnel cross-section which had shown good construction ability and developed the waterproofing-drainage system which is able to solve the water leakage problem fundamentally by analyzing precedented 2-arch tunnels and investigating their sites in and out of nation. We also determined fixed quantity of support by a large-scale model test and numerical analysis. We want to contribute to 2-arch tunnel design hereafter introducing design procedure and method applied here.

• 터널과지하공간
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• 제25권5호
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• pp.470-486
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• 2015

2-아치 터널은 터널의 간격이 매우 좁아서 병렬 터널에 비해 점유 면적이 작으나 경제적이지 못하다. 병렬 터널은 경제적이긴 하지만 2-아치 터널보다 점유 면적이 커서 용지의 매입이 어려운 경우에는 문제가 될 수 있다. 새로운 설계는 이 두 터널을 터널의 간격이 점차 증가하는 제3의 병렬터널로 연결시키는 것이다. 접속터널의 필라는 폭이 매우 좁을 수 있기 때문에 이 새로운 설계를 불량한 암반에 적용하려면 검증이 필요하다. 이에 4등급 및 5등급 암반에 대해 2차원 및 3차원 수치해석을 이용하여 2가지 방법으로 안정성 검토를 수행하였다. 검토 결과, 중앙 필라가 텐션 볼트로 적절히 보강된다면 터널 심도가 직경의 5배 이하인 경우에는 적용이 가능하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.255-264
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• 2009

본 연구에서는 2-Arch 터널의 3차원 거동 메카니즘에 관한 내용을 다루었다. 이를 위해 도심지 지하철에 적용된 2-Arch 터널을 고려하였으며 3차원 유한요소해석을 수행하여 좌우 터널의 이격거리, 지반조건, 토피고 등에 대한 매개변수연구를 실시하였다. 해석결과 토대로 다양한 조건에 대한 터널 천단침하 및 쇼크리트 응력, 중앙기둥 작용하중 등을 중점으로 분석하였으며, 그 결과를 토대로 좌우 터널 이격거리, 지반조건, 토피고에 따른 2-Arch 터널의 거동 메카니즘을 고찰하였다. 그 결과 숏크리트 라이닝 응력 및 중앙 기둥 작용하중은 후행터널 시공에 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며 터널관통지층이 취약할 경우 후행터널이 선행터널의 거동에 영향을 미치는 영향거리가 증가하는 것으로 분석되었다. 본 논문에서는 해석 결과를 토대로 2-Arch 터널의 시공중 변위 및 숏크리트 라이닝 응력 변화 경향에 대한 구체적인 내용을 기술하였다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1774-1781
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• 2007

In this study, Matsuda's formula, which has been used to evaluate the acting load on the concrete pillar in 2-Arch tunnels, is investigated and a load reduction factor $({\alpha})$, which has been estimated from numerical parametric studies, is proposed for a better design of 2-Arch tunnels in the future. Numerical parametric studies show that the concrete pillar is subjected to a stress concentration on the excavation side during the first tunnel driving and when tunnel excavation is completed, the induced stress on the pillar in a poor quality of ground condition is 1.5 to 1.8 times the stress developed during the first tunnel driving. In addition, the numerical studies indicate that the acting load on the pillar is in the range of $14{\sim}83%$ of the load estimated by Matsuda's formula. From these results, a load reduction factor $({\alpha})$ is determined and it would make 2-Arch tunnel design more economically.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.179-188
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• 2002

본 연구는 한 경부 고속철도 터널의 NATM 굴착에 의한 2 arch 확공 굴착 시 발생되는 진동 및 응력의 변화가 터널 및 인근 사면에 미치는 영향을 사전에 파악하여 안정성을 검토하는 데에 그 목적이 있다. 지반물성치를 산정하기 위해 시추공 조사, TV검층 및 속도검층을 실시하였다. 2차원 해석을 통해 불확실한 지반의 물성을 변수로 간주하고 가능한 범위 내에서 해석을 수행함으로서 특정한 지반 물성이 입력 정수로서 결정되었다. 정적 및 발파 진동에 의한 준-정적(pseudo-static)안전율을 계산하였으며, 3차원 해석을 통해 터널굴착으로 인한 터널 및 터널 주변의 거동과 터널 지보재의 적정성 여부를 조사하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.97-105
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• 2009

3-Arch터널 시공초기인 1990년대 중반에 시공된 4개소의 3-Arch터널을 대상으로 열화발생여부를 조사하였으며, 그 결과 4개 터널 모두 중앙기둥측 상, 하선 아치부에서 발생형태가 유사한 종방향 균열이 조사되었다. 4개 터널 줄 3개소의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 높고 1개의 터널에서는 종방향 균열의 발생빈도가 낮아 이 2개군의 시공과정상 차이점을 분석하였으며 비파괴시험 및 정밀육안조사, 지반조건이 취약한 1개의 터널을 대상으로 안전성평가를 실시하여 이러한 열화들의 원인과 이에 따른 안전성여부를 판단하였다. 그 결과 안전성은 확보되었으며 중앙터널 기둥측 상, 하선아치부에 발생한 열화는 중앙터널굴착에 앞서 선시공되는 상, 하선 콘크리트라이닝의 철근배근불량과 이후의 시공단계인 중앙터널 굴착시의 영향이 큰 것으로 분석되었다.

• Wind and Structures
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• 제31권3호
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• pp.209-216
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• 2020

Aiming at the wind-resistant design of a sea-crossing arch bridge, the static aerodynamic coefficients of its girder (composed of stretches of π-shaped cross-section and box cross-section) were studied by using computational fluid dynamics (CFD) numerical simulation and wind tunnel test. Based on the comparison between numerical simulation, wind tunnel test and specification recommendation, a combined calculation method for the horizontal force coefficient of intermediate and small span bridges is proposed. The results show that the two-dimensional CFD numerical simulations of the individual cross sections are sufficient to meet the accuracy requirements of engineering practice.