본 논문에서는 부분배수개념의 세그먼트 라이닝 설계법을 제안하였다. 만약 세그먼트 라이닝에서 세그먼트 이음부에 설치된 배수구들을 통한 부분배수를 허용한다면, 라이닝에 작용하는 수압이 상당히 감소할 것이다. 한편, 배수구 방향으로 발생하는 침투가 지반에 작용하는 침투수압을 유발할 것이며 이는 유효응력의 증가를 의미한다. 따라서 만약 터널 주변부 인접지반이 소성상태에 이른다면 부분배수를 허용한 세그먼트 라이닝 설계 시 배면수압의 감소뿐만 아니라 침투수압의 증가도 함께 고려해야 한다. ...
본 논문에서는 부분배수개념의 세그먼트 라이닝 설계법을 제안하였다. 만약 세그먼트 라이닝에서 세그먼트 이음부에 설치된 배수구들을 통한 부분배수를 허용한다면, 라이닝에 작용하는 수압이 상당히 감소할 것이다. 한편, 배수구 방향으로 발생하는 침투가 지반에 작용하는 침투수압을 유발할 것이며 이는 유효응력의 증가를 의미한다. 따라서 만약 터널 주변부 인접지반이 소성상태에 이른다면 부분배수를 허용한 세그먼트 라이닝 설계 시 배면수압의 감소뿐만 아니라 침투수압의 증가도 함께 고려해야 한다. 실드 공법에서는 비배수 개념의 세그먼트 라이닝를 보통 터널 실무에서 채택한다. 이는 지하수위 하에서 터널을 시공할 경우 세그먼트 라이닝이 정수압을 저항할 수 있도록 설계 및 시공 해왔다는 것이다. 그러나 해저터널과 같은 높은 해수위 조건에서 라이닝에 작용하는 배면수압이 매우 커지게 되면, 비배수 세그먼트 라이닝의 비용이 상당히 증가할 우려가 있다. 세그먼트 라이닝 설계의 부분배수로 인한 효과를 검토하기 위해 국내 가상 해저터널을 대상으로 하였다. 세그먼트에 작용하는 단면력 중 축력 및 전단력은 상당히 감소하나 모멘트는 배수구들의 시공 위치에 따라 증가 혹은 감소할 수 있음을 확인하였다. 세그먼트에 작용하는 모멘트 증가를 피하기 위해 배수구들의 대칭배열이 가장 중요하다.
본 논문에서는 부분배수개념의 세그먼트 라이닝 설계법을 제안하였다. 만약 세그먼트 라이닝에서 세그먼트 이음부에 설치된 배수구들을 통한 부분배수를 허용한다면, 라이닝에 작용하는 수압이 상당히 감소할 것이다. 한편, 배수구 방향으로 발생하는 침투가 지반에 작용하는 침투수압을 유발할 것이며 이는 유효응력의 증가를 의미한다. 따라서 만약 터널 주변부 인접지반이 소성상태에 이른다면 부분배수를 허용한 세그먼트 라이닝 설계 시 배면수압의 감소뿐만 아니라 침투수압의 증가도 함께 고려해야 한다. 실드 공법에서는 비배수 개념의 세그먼트 라이닝를 보통 터널 실무에서 채택한다. 이는 지하수위 하에서 터널을 시공할 경우 세그먼트 라이닝이 정수압을 저항할 수 있도록 설계 및 시공 해왔다는 것이다. 그러나 해저터널과 같은 높은 해수위 조건에서 라이닝에 작용하는 배면수압이 매우 커지게 되면, 비배수 세그먼트 라이닝의 비용이 상당히 증가할 우려가 있다. 세그먼트 라이닝 설계의 부분배수로 인한 효과를 검토하기 위해 국내 가상 해저터널을 대상으로 하였다. 세그먼트에 작용하는 단면력 중 축력 및 전단력은 상당히 감소하나 모멘트는 배수구들의 시공 위치에 따라 증가 혹은 감소할 수 있음을 확인하였다. 세그먼트에 작용하는 모멘트 증가를 피하기 위해 배수구들의 대칭배열이 가장 중요하다.
As a water-tight concept of segment lining for shield tunnels is usually adopted in practice, the segment lining has to be designed and constructed to resist the hydrostatic water pressure if the tunnel is constructed below groundwater level. If the water pressure acting on the lining due to high wa...
As a water-tight concept of segment lining for shield tunnels is usually adopted in practice, the segment lining has to be designed and constructed to resist the hydrostatic water pressure if the tunnel is constructed below groundwater level. If the water pressure acting on the lining due to high water level is very high, the cost of the water-tight segment lining will be quite significant. In this thesis, the partial drainage concept of the segment lining is proposed. If the partial drainage of the segment lining is allowed through the drainage holes installed in the segment joints, the water pressure acting on the lining will reduce significantly. On the other hand, the seepage toward the drainage holes will induce seepage pressure to the ground increasing the effective stress. So, the reduction of the water pressure as well as the increase of the seepage pressure has to be taken into account when designing the segment lining allowing partial drainage if the ground nearby the tunnel perimeter reaches the plastic state. A virtual subsea tunnel was be chosen to figure out the effect of the partial drainage on the segment lining design. It was found that the reduction of the axial force and shear force was significant. The moment applied to the segment decreases or increases depending upon the drainage hole arrangement; symmetrical arrangement of the drainage holes is the most important in order not to have an increase of the moment applied to the segment.
As a water-tight concept of segment lining for shield tunnels is usually adopted in practice, the segment lining has to be designed and constructed to resist the hydrostatic water pressure if the tunnel is constructed below groundwater level. If the water pressure acting on the lining due to high water level is very high, the cost of the water-tight segment lining will be quite significant. In this thesis, the partial drainage concept of the segment lining is proposed. If the partial drainage of the segment lining is allowed through the drainage holes installed in the segment joints, the water pressure acting on the lining will reduce significantly. On the other hand, the seepage toward the drainage holes will induce seepage pressure to the ground increasing the effective stress. So, the reduction of the water pressure as well as the increase of the seepage pressure has to be taken into account when designing the segment lining allowing partial drainage if the ground nearby the tunnel perimeter reaches the plastic state. A virtual subsea tunnel was be chosen to figure out the effect of the partial drainage on the segment lining design. It was found that the reduction of the axial force and shear force was significant. The moment applied to the segment decreases or increases depending upon the drainage hole arrangement; symmetrical arrangement of the drainage holes is the most important in order not to have an increase of the moment applied to the segment.
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