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최근 급증하는 전력수요와 도시 주변지역의 팽창에 따른 개발사업, 환경관련 지역 주민 민원 등의 영향으로 전력케이블을 지중에 설치하는 터널식 구조물의 건설이 크게 증가하고 있다. 터널식 전력구 건설공법은 인력식 터널공법과 기계식 터널공법이 있는데 도심지에서는 주로 기계식 터널공법을 적용하고 있다. 기계식 터널공법 중에서 사용빈도가 가장 높은 Shield TBM공법의 ...

최근 급증하는 전력수요와 도시 주변지역의 팽창에 따른 개발사업, 환경관련 지역 주민 민원 등의 영향으로 전력케이블을 지중에 설치하는 터널식 구조물의 건설이 크게 증가하고 있다. 터널식 전력구 건설공법은 인력식 터널공법과 기계식 터널공법이 있는데 도심지에서는 주로 기계식 터널공법을 적용하고 있다. 기계식 터널공법 중에서 사용빈도가 가장 높은 Shield TBM공법의 세그먼트는 모델링 및 해석기법의 기준이 명확히 제시되어 있지 않고, 세그먼트 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 이완하중에 대한 평가방법도 정립되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 다양한 세그먼트 모델링 기법에 따른 비교해석을 통하여 해석기법에 따른 차이를 분석하고 이에 따른 합리적인 모델링 기법을 제안하였다. 또한, 암반 이완하중 산정모델에 따른 하중 분석 및 3차원 유한요소해석을 통하여 실제 현장에서 적용가능한 합리적인 하중산정 방법을 제시하였다. 세그먼트의 모델링은 세그먼트의 이음부 및 교차조립에 의한 구속조건의 반영이 필요하므로 이를 위해서는 2링 빔-스프링 모델을 적용하는 것이 바람직하다. 세그먼트와 주변 지반의 상호작용에 대한 합리적인 모델링을 위해서는 전주면 스프링 모델 적용이 필요하다. 암반분류에 의한 이완영역의 산정방법은 암반등급이 높은 지반에서는 결과의 차이가 크지 않으나 지반등급이 낮은 지반에서는 그 차이가 매우 크게 나타나 보수적인 세그먼트 설계를 유발한다고 판단된다. 3차원 해석에 의한 이완영역 산정결과 지반등급이 낮은 지반의 이완영역은 각 방법의 중간정도 범위에 위치할 것으로 예측되었으며 지반등급이 낮은 지반의 세그먼트 계획 시에는 기계식 터널 굴착 특성을 반영한 3차원 해석을 통한 이완영역의 산정을 적극 검토할 필요가 있다.

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