지표면 유출 특성을 고려한 지하수위 변화가 지하차도 구조물 안정성에 미치는 영향
Effects of the ground water level on the stability of an underpass structure considering the degree of surface imperviousness
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초록
도시지역에 시공되는 지하차도 구조물은 지리적 특성상 지하수위의 영향을 받기 쉽다. 그러나 지하차도 구조물 설계 시에는 일괄적인 지하수위를 적용하여 설계를 수행하는 경우가 많으며 이는 과소 또는 과다 설계를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 신뢰도 높은 지하수위 예측을 통해 지하차도 구조물의 합리적인 부력설계 방향을 제시하고자한다. 특히, 최근 친환경적인 개발 개념인 LID 기법을 도입한 투수 포장 적용에 따른 물순환 특성 변화가 지하차도 구조물에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 검토하였다. 이를 위해 개발 전, 개발 후, 투수포장 적용에 의한 지표면 불투수 특성 변화가 침투량 및 지하수위 변화에 미치는 영향 분석과 지하차도 안정성을 검토하는 일련의 수치해석을 수행하였다. 해석결과 지표면의 변화가 지하수위 변화를 유발하고 지하 구조물 안정성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 따라서 지하차도 및 지하구조물의 최적 설계를 위해서는 지표면 유출 특성을 고려한 적절한 지하수위 예측 및 적용이 필요할 것으로 판단된다.
Abstract
Ground water is one of important parameters in the designs of underpass structures because urban areas are characterized by soil ground which is relatively permeable than rock ground and a high level of ground water due to low elevation. Therefore, it is important properly to predict variations of the ground water when they can affect underpass structures. In this study, a series of numerical analyses are performed to predict the variations of ground water levels considering the degree of surface imperviousness and LID(Low Impact Development) application. In turn the stability of underground structure is assessed using predicted ground water level. The results show that an increase in the impervious surface area decreases the ground water level. The application of permeable pavement as a LID facility increases the ground water level, improving the infiltration capacity of rainfall into the ground. Seasonal variations of the ground water level are also verified in numerical simulation. The results of this study suggest that reasonable designs of underpass structures can be obtained with the suitable prediction and application of the ground water level considering the surface characteristics.
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