터널 배수 형식에 따른 응력-침투 연계 내진해석
Fully Coupled Seismic Analysis of Stress-Flow According to Tunnel Drainage Type
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초록
도심지에 건설되는 지하터널의 경우 터널 지상부 환경의 고려 뿐만 아니라 터널이 건설되는 지반 내부 환경의 변화를 정확히 파악하여 설계·시공해야한다. 하지만 현재 터널 설계에 적용되는 프로그램의 제한적 기능과 활용의 어려움으로 인해 지반응력, 지하수위 변화 등을연계한 수치해석에 어려움이 있다. 이는 과다 설계로 이어져 공사비를 증가시키기 요인이 될 수 도 있고 부실 설계로 인해 시공 중 사고로 이어질 수 있는 문제가 발생할 수도 있다. 특히, 저토피 구간에 설치되는 도심지 터널의 경우 터널 상부 지층에 지하수위가 존재하며, 지하 공사 중지하수위 저감으로 인해 상부지층의 유효응력이 증가되어 지반이 침하하는 현상이 발생할 수도 있으므로 지하수위 변화를 정확히 평가 후 설계를 해야한다. 따라서 본 연구에서는 터널 상부에 지하수위 층이 있는 도심지 지하터널을 대상으로 배수형태에 따른 응력-침투 연계해석을 통해 터널의 거동특성을 분석하였다.
Abstract
Built in urban ares tunnels is necessary to accurately grasp not only the above-ground environment of the tunnel but also the below-ground environment of the tunnel for design and construct. However, fully coupled analysis of stress and flow is very difficult due to the limited function of the tunnel numerical analysis program and difficulty in using program. This can lead to excessive design that increases the construction cost or occur problems that can lead to accidents during construction. In particular, in the case of an urban tunnel has a low layer soil section above the tunnel and the groundwater level exists in the upper layer of the tunnel. Therefore, a reduction in the groundwater level during underground construction may increase the effective stress of the upper layer and cause the ground to subsidence. So It is necessary to design after accurately evaluating the change in the groundwater level. In this study, the tunnel's behavioral characteristics were analyzed through fully coupled analysis of stress and flow according to the drainage type for an urban underground tunnel.
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