실내실험 및 수치해석을 통한 도심지 저토피구간 비개착 지중구조물 굴착에 따른 침하 형상 예측에 대한 연구

박준경; 오정호; 유현우; 샤리프 호세인

doi:10.7782/JKSR.2019.22.1.27

주제분류

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저널정보

한국철도학회
한국철도학회 논문집 학술저널
한국철도학회 논문집 제22권 제1호(통권 제115호)
2019.1 27 - 38 (12page)
DOI : 10.7782/JKSR.2019.22.1.27

저자정보

박준경 (Korea National University of Transportation)
오정호 (Korea National University of Transportation)
유현우 (Korea National University of Transportation)
샤리프 호세인 (Korea National University of Transportation)

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기존 원형터널에 대한 지표침하 예측곡선식은 다양한 경험식이 제안되어 왔으나, 저토피 구간에서 비개착공법으로 시공되는 사각형 형태 지중구조물의 설치로 인한 침하예측곡선에 대한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 최근에 제안된 지중구조물의 다양한 단면형상 및 크기를 고려할 수 있는 지표침하예측곡선식에 대해 다양한 조건의 실내모형실험을 통해 침하형상 차이를 확인·검증하고자 하였다. 실내모형시험은 함체의 크기 및 형상, 추진속도 등의 영향인자들을 고려하여 설계하였으며, 3차원 수치해석 프로그램을 이용하여 실내모형실험과 동일한 상태를 모델링하여 수치해석을 수행하였다. 수행결과, 원형구조물 보다 박스형태의 구조물에서의 침하량이 더 크게 산정되며, 3차원 수치해석과 침하형상 곡선식이 서로 유사한 것을 확인하였다. 이를 활용하여 지중박스구조물의 설치에 따른 인접구조물 위험도 평가의 기초자료로 활용하고자 하였다.

There has been little research on settlement prediction of underground box structures installed by non-open cut method at shallow cover depth compared with predicted settlement for circular tunnels. In this study, recently proposed surface settlement profile formulation depending on different shapes and sizes of underground structures was verified by a series of laboratory model tests. The model tests were carried out by considering the influence factors such as the size, shape, reinforcements and propulsion speed of the underground structures; numerical analyses were performed by modeling the same state in laboratory tests. It can be concluded that the larger the size of the underground box structure, the greater the surface settlement will be, and the settlement of rectangular box shape tunnels is greater than that of circular tunnels. Finally, both laboratory model test results and inverse analysis calculations were used to obtain basic data for risk assessment of adjacent structures due to installation of underground box structures at shallow cover depth.

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