공동 붕괴를 유발하는 영향인자 분석 및 기존 공동관리 시스템 평가
Analysis of Influencing Factors on Cavity Collapse and Evaluation of the Existing Cavity Management System
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초록
본 연구에서는 최근 도심지에서 발생하고 있는 지반함몰에 대하여 도로의 붕괴 가능성을 높이는 지하공동 영향인자에 대한수치해석적 분석을 수행하였다. 지하공동으로 인한 지반함몰 영향 인자는 서울시에서 제안한 공동관리 등급제를 참고하여아스팔트 포장층의 두께, 토피고, 공동 폭을 고려하였고, 본 연구에서 추가로 공동의 높이를 선정하였다. 이들 영향 인자들을다양한 범위 내에서 변화시킨 조건에서 지하공동이 있는 아스팔트 포장층 상단에 집중하중과 등분포하중을 각각 변위제어하여 도로 파괴하중을 분석하였다. 분석된 파괴하중을 토대로 서울형 공동관리 등급제에 대한 적용성을 평가하였다. 해석 결과공동의 높이가 파괴에 미치는 영향은 크지 않았으며 이외의 다른 인자에 따라 복합적으로 파괴하중이 결정되었다. 또한 파괴하중을 기준으로 한 공동분류 방법은 공동 조건을 기준으로 한 분류 방법보다 더 세밀한 분류가 가능하며 파괴 시 물리적인현상을 반영할 수 있어 더 합리적인 방법이다.
Abstract
In this study, numerical analysis is performed to determine highly influential factors that increase the possibility of asphalt road collapse due to cavity underneath the road. The considered influence factors on road collapse due to underground cavity were the asphalt layer thickness, the cover depth, the cavity width, and the cavity height. The concentrated load and uniform distributed pressure were applied on the top surface of asphalt pavement layers with different shape of cavity and asphalt thickness. For each analysis case of given cavity and asphalt thickness, failure load was analyzed under displacement controlled condition. Based on the analyzed failure loads, the applicability of the cavity management system developed by Seoul city was evaluated. As a result of the analysis, the effect of cavity height on road collapse was not significant while the other factors considerably influenced road collapse. Consequently, degree of road collapse susceptibility should be classified by failure load rather than by the condition of existing cavity.
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