터널을 비롯한 지중구조물은 일반적으로 지하수위 아래에 위치한다. 지반-구조물-지하수 상호작용으로 발생하는 구조물의 거동은 지하수가 주 원인으로 작용한다. 배수형 터널은 구조물 주변의 지하수 유입을 허용하고 구조물에 작용하는 수압을 저감시켜 지하수 영향을 최소화하는 터널형식이다. 배수형 터널은 구조적 안정성 확보를 위해 설계 수명기간동안 배수기능을 유지해야 하지만 시간이 경과함에 따라 발생하는 구조물의 열화로 배수기능은 저하된다. 배수불량 문제는 사용연수 증가와 함께 심화되며, 이로 인한 유입량의 감소는 구조물에 작용하는 수압의 증가로 이어진다. 경험적인 방법을 통해 구조물의 열화를 고려한 수압모델이 제시되었지만, 정량적인 기준이 없어 설계자의 판단 하에 적용하고 있는 실정이다. 이로 인해 설계결과가 설계자에 따라 상이한 결과를 나타나게 된다. 본 연구에서는 터널의 시공환경을 고려한 수리적 열화 영향인자를 선정하고 설계 시 적용할 수 있는 정량적인 배수형 터널의 수압모델을 제시하고자 한다. ...
터널을 비롯한 지중구조물은 일반적으로 지하수위 아래에 위치한다. 지반-구조물-지하수 상호작용으로 발생하는 구조물의 거동은 지하수가 주 원인으로 작용한다. 배수형 터널은 구조물 주변의 지하수 유입을 허용하고 구조물에 작용하는 수압을 저감시켜 지하수 영향을 최소화하는 터널형식이다. 배수형 터널은 구조적 안정성 확보를 위해 설계 수명기간동안 배수기능을 유지해야 하지만 시간이 경과함에 따라 발생하는 구조물의 열화로 배수기능은 저하된다. 배수불량 문제는 사용연수 증가와 함께 심화되며, 이로 인한 유입량의 감소는 구조물에 작용하는 수압의 증가로 이어진다. 경험적인 방법을 통해 구조물의 열화를 고려한 수압모델이 제시되었지만, 정량적인 기준이 없어 설계자의 판단 하에 적용하고 있는 실정이다. 이로 인해 설계결과가 설계자에 따라 상이한 결과를 나타나게 된다. 본 연구에서는 터널의 시공환경을 고려한 수리적 열화 영향인자를 선정하고 설계 시 적용할 수 있는 정량적인 배수형 터널의 수압모델을 제시하고자 한다. 부직포의 실질적인 투수성 변화를 확인하기 위해 터널 운영 중 발생 가능한 다양한 폐색 조건 하에 부직포 투수시험을 수행하였다. 또한 배수형 터널의 흐름을 모사하는 축소모형시험을 수행하여 라이닝에 작용하는 수압분포를 확인하고 배수유량, 배수재 투수계수, 수압하중의 상관관계를 추론했다. 모형실험을 통한 수압하중 모델의 현장 적용성은 실제규모 터널에 대한 수치해석을 실시하여 검증하였다. 이로부터 현재 설계 시 적용되는 잔류수압 모델의 적정성을 평가하고 터널 배수시스템의 수리적 열화특성을 고려한 수압의 설계 가이드라인을 제시한다.
터널을 비롯한 지중구조물은 일반적으로 지하수위 아래에 위치한다. 지반-구조물-지하수 상호작용으로 발생하는 구조물의 거동은 지하수가 주 원인으로 작용한다. 배수형 터널은 구조물 주변의 지하수 유입을 허용하고 구조물에 작용하는 수압을 저감시켜 지하수 영향을 최소화하는 터널형식이다. 배수형 터널은 구조적 안정성 확보를 위해 설계 수명기간동안 배수기능을 유지해야 하지만 시간이 경과함에 따라 발생하는 구조물의 열화로 배수기능은 저하된다. 배수불량 문제는 사용연수 증가와 함께 심화되며, 이로 인한 유입량의 감소는 구조물에 작용하는 수압의 증가로 이어진다. 경험적인 방법을 통해 구조물의 열화를 고려한 수압모델이 제시되었지만, 정량적인 기준이 없어 설계자의 판단 하에 적용하고 있는 실정이다. 이로 인해 설계결과가 설계자에 따라 상이한 결과를 나타나게 된다. 본 연구에서는 터널의 시공환경을 고려한 수리적 열화 영향인자를 선정하고 설계 시 적용할 수 있는 정량적인 배수형 터널의 수압모델을 제시하고자 한다. 부직포의 실질적인 투수성 변화를 확인하기 위해 터널 운영 중 발생 가능한 다양한 폐색 조건 하에 부직포 투수시험을 수행하였다. 또한 배수형 터널의 흐름을 모사하는 축소모형시험을 수행하여 라이닝에 작용하는 수압분포를 확인하고 배수유량, 배수재 투수계수, 수압하중의 상관관계를 추론했다. 모형실험을 통한 수압하중 모델의 현장 적용성은 실제규모 터널에 대한 수치해석을 실시하여 검증하였다. 이로부터 현재 설계 시 적용되는 잔류수압 모델의 적정성을 평가하고 터널 배수시스템의 수리적 열화특성을 고려한 수압의 설계 가이드라인을 제시한다.
Tunnels and other underground structures are generally located below groundwater. Groundwater is the main cause of the behavior of structures caused by ground - structure - groundwater interaction. A drainage tunnel is a type of tunnel that minimizes the effect of groundwater by allowing groundwater...
Tunnels and other underground structures are generally located below groundwater. Groundwater is the main cause of the behavior of structures caused by ground - structure - groundwater interaction. A drainage tunnel is a type of tunnel that minimizes the effect of groundwater by allowing groundwater inflow around the structure and reducing water pressure acting on the structure. Drainage tunnels must maintain drainage capacity during the design life period to ensure structural stability, but drainage capacity is degraded due to deterioration of the structure over time. The problem of drainage failure is intensified with the increase in the number of years of service, and the decrease of the inflow amount leads to an increase in the hydraulic pressure acting on the structure. The water pressure model considering the deterioration of the structure is presented through an empirical method, but it is applied under the judgment of the designer because there is no quantitative standard. This results in different design results depending on the designer. In this study, we select hydraulic deterioration factor considering tunnel construction environment and present quantitative water pressure model of drainage tunnel which can be applied in designing. In order to confirm the practical permeability change of the nonwoven geotextile, permeability test was carried out under various clogging conditions that may occur during the operation of the tunnel. In addition, a model test simulating the flow of a drainage tunnel was performed to confirm the water pressure distribution acting on the lining and to infer the correlation between the drainage flow rate, permeability of the drainage material and the water pressure. The applicability of the water pressure model through the model test was verified by numerical analysis of the actual tunnel. From this, the appropriateness of the residual water pressure model applied in the present design is evaluated and the design guidelines of the water pressure considering the hydraulic deterioration characteristics of the tunnel drainage system are presented.
Tunnels and other underground structures are generally located below groundwater. Groundwater is the main cause of the behavior of structures caused by ground - structure - groundwater interaction. A drainage tunnel is a type of tunnel that minimizes the effect of groundwater by allowing groundwater inflow around the structure and reducing water pressure acting on the structure. Drainage tunnels must maintain drainage capacity during the design life period to ensure structural stability, but drainage capacity is degraded due to deterioration of the structure over time. The problem of drainage failure is intensified with the increase in the number of years of service, and the decrease of the inflow amount leads to an increase in the hydraulic pressure acting on the structure. The water pressure model considering the deterioration of the structure is presented through an empirical method, but it is applied under the judgment of the designer because there is no quantitative standard. This results in different design results depending on the designer. In this study, we select hydraulic deterioration factor considering tunnel construction environment and present quantitative water pressure model of drainage tunnel which can be applied in designing. In order to confirm the practical permeability change of the nonwoven geotextile, permeability test was carried out under various clogging conditions that may occur during the operation of the tunnel. In addition, a model test simulating the flow of a drainage tunnel was performed to confirm the water pressure distribution acting on the lining and to infer the correlation between the drainage flow rate, permeability of the drainage material and the water pressure. The applicability of the water pressure model through the model test was verified by numerical analysis of the actual tunnel. From this, the appropriateness of the residual water pressure model applied in the present design is evaluated and the design guidelines of the water pressure considering the hydraulic deterioration characteristics of the tunnel drainage system are presented.
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