이중구조 라이닝의 배수공 막힘에 따른 수리-역학적 상호작용
Hydraulic and structural interaction of a double-lined tunnel lining due to drainhole blockings
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초록
지하수 작용과 관련하여 현장에서 발생하는 문제는 1차 라이닝의 투수계수의 저하에 따른 영향뿐만 아니라 배수재의 투수성능에 따른 복합적인 요인의 상호 작용의 결과로 볼 수 있다. 본 연구에서는 이중구조라이닝 연계 FEM 해석을 통해 지반-라이닝-배수재의 투수영향에 중점을 두고 배수시스템의 성능저하에 따른 터널구조물에 미치는 영향을 조사하였다. 해석 결과 배수장애가 발생할 경우의 수압증가는 2차라이닝에 심각한 구조적 부담을 줄 수 있음이 확인되었다. 배수공이 모두 폐색되는 경우 비배수 터널이 되어 수직으로 뜨는 형태의 거동을 보였다. 그리고 배수공의 폐색이 비대칭적으로 발생하는 경우 터널 축방향 비틂 거동을 야기하여 2차라이닝 구조에 심각한 영향을 미칠 수 있음이 확인되었다.
Abstract
Tunnel problems relate to pore water pressure generally occur due to the restriction of groundwater flow into the tunnel which is generally caused by the deterioration of drainage systems. Previous studies have identified the problem as combined mechanical and hydraulic interaction occasions. In this study, detrimental effects of pore water pressure on the lining were investigated using the finite element method considering deterioration of the drainage system. Particularly, double-lined linings with drain-holes are considered. Deterioration of drainage system is represented as blockages of drain-holes. It is identified that the secondary lining can be influenced by the deterioration of drainage system. It is shown that a tunnel with all drain-holes blocked moved upward, and unbalanced drain-hole blocking may result in torsional behavior of the tunnel which causes significant damages to the secondary linings.
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