실대형 진동대 시험을 통한 복층터널 중간 슬래브 진동 감쇠 고무받침 내진성능 평가
Seismic performance evaluation of middle-slab vibration damping rubber bearings in multi-layer tunnel through full-scale shaking table
0
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
도심권의 교통 집중과 정체로 인하여 지하 공간 활용성이 필요함에 따라 지하구조물에 대한 연구가 늘어나고 있다. 그 중 복층터널은 지하구조물을 대표 할 수 있다. 복층터널은 중간슬래브를 기준으로 상, 하부 차도를 구분하여 운영하고 있다. 중간슬래브는 차량의 하중 및 지진하중에 의하여 동적거동을 한다. 특히 지진의 의한 응답특성은 하중의 크기 및 작용 메커니즘이 매우 복잡하고 이론적 접근이 어려워 실험적 연구가 필요하다. 본 연구에서는 붕괴방지 내진 1등급의 복층터널 중간슬래브에 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 안정성 평가를 실시하는데 목적을 두고 있다. 본 진동대 실험에서는 상사율 1/4을 적용하였으며, 모형실험에서 지반과 모형의 일체거동을 묘사하기 위하여 라이닝과 진동대판을 고정시켰으며 이를 통해서 상대거동을 최소화 하였다. 실험대상은 가상복층터널 TBM 표준단면으로 정했다. 기반암에 가해지는 지반운동 수준을 0.154 g (붕괴방지 수준 내진 1등급 인공지진파)이며 이 가속도를 최대로 하는 지진파를 진동대 입력(기반암)에 작용시켜 모형에 증폭현상을 분석하고 진동 감쇠 고무받침 유무에 따른 중간슬래브의 내진 안정성에 대해 평가분석 하였다. 그 결과, 지진 감쇠 고무받침 유무에 따라서 지진 가속도 감쇠 효과가 최대 40% 이상 있음을 알 수 있었다.
Abstract
Traffic jam and congestion in urban areas has caused the need to improve the utility ofunderground space. In response, research on underground structures is increasinglybeing conducted. Notably, a double-deck tunnel is one of the most widely used of allthose underground structures. This double-deck tunnel is separated by the middle slabinto the upper and lower roadways. Both vehicle load and earthquake load cause themiddle slab to exhibit dynamic behavior. Earthquake-related response characteristics,in particular, are highly complex and difficult to interpret in a theoretical context, andthus experimental research is required. The aim of the present study is to assess thestability of a double-deck tunnel’s middle slab of the Collapse Prevention Level andSeismic Category 1 with regard to the presence of vibration-damping Rubber Bearings. In vibration table tests, the ratio of similitude was set to 1/4. Linings and vibratingplatforms were fixed during scaled model tests to represent the integrated behavior ofthe ground and the applied models. In doing so, it was possible to minimize relativebehavior. The standard TBM cross-section for the virtual double-deck tunnel wasselected as a test subject. The level of ground motion exerted on the bedrock was setto 0.154 g (artificial seismic wave, Collapse Prevention Level and Seismic Category 1). A seismic wave with the maximum acceleration of 0.154 g was applied to the vibrationtable input (bedrock) to analyze resultant amplification in the models. As a result, theseismic stability of the middle slab was evaluated and analyzed with respect to thepresence of vibration-damping rubber bearings. It was confirmed that the presence ofvibration-damping rubber bearings improved its earthquake acceleration dampingperformance by up to 40%.
참고문헌 (8)
- Iai, S., "Similitude for shaking table tests on soil-structure-fluid model in 1g gravitational field", Soils and Foundations, 29(1), pp.105~118 (1989)
- 장동인, "복층터널 중간슬래브의 지지조건에 따른 지진 응답특성", 한국지반환경공학회 논문집, 18(5), pp.55~60 (2017), 한국지반환경공학회[DOI]
- 장동인, "열-화학적 인자를 고려한 복층터널의 지반-토목섬유의 접촉면 전단거동", 한국터널지하공간학회 논문집, 18(2), pp.213~220 (2016), 사단법인 한국터널지하공간학회[DOI]
- Jang, D. I., "The characteristics of dynamic behavior on middle slab in double-deck tunnel", Proceedings of the KSCE 2016 Convention (2016 Conference and Civil Expo), 2016(10), pp.188~189 (2016)
- 권순호, "도심지 홍수저감과 교통량 분담을 위한 다기능 대심도 터널 설계 기준 방안 제시", 한국산학기술학회논문지, 16(5), pp.3518~3524 (2015), 한국산학기술학회[DOI]
- 이호성, "복층터널에서 중간슬래브와 측압계수에 따른 세그먼트 라이닝의 거동분석", 터널과 지하공간, 26(3), pp.192~200 (2016), 한국암반공학회
- 문훈기, "대심도 복층터널의 다목적 활용을 위한 입지선정 및 통수성능 평가", 한국터널지하공간학회 논문집, 18(3), pp.283~290 (2016), 사단법인 한국터널지하공간학회[DOI]
- Seok, J. H., "Numerical analysis of middle slab behavior in double-deck tunnel depending on support types", Proceedings of the 2015 Korea Concrete Institute Fall Conference Symposium, 27(2), pp.241~242 (2015)