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터널해석에 있어서 Mohr-Coulomb 및 Duncan-Chang 모델의 비교 연구
Study on Mohr-Coulomb and Duncan-Chang Models in Tunnel Analysis 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.7 no.3, 2006년, pp.414 - 419  

김대규 (상명대학교)

초록
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본 연구에서는 Mohr-Coulomb 선형 모델 및 Duncan-Chang 비선형 모델을 사용하여 개착하부 통신구 터널에 대한 수치해석을 수행하였다. 해석결과, Mohr-Coulomb 모델이 Duncan-Chang 모델보다 큰 변위(통신구 터널에서 $10{\sim}14%$, 주변 지반에서 32%)를 산출하였다. 이는 터널부 토피의 영향으로 지반변위해석은 반드시 두 모델 결과의 종합평가가 필요하다. 지반응력은 Mohr-Coulomb 모델이 Duncan-Chang 모델보다 $5{\sim}10%$ 큰 값을 산출하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the numerical results using the Mohr-Coulomb and the Duncan-Chang models, on the stresses and strains of a tunnel under a deep open-cut site and the surrounding ground, were compared with each other. The Mohr-Coulomb model produced larger values than the Duncan-Chang model in stress a...

주제어

#선형   #비선형   #터널해석  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 또한 지반의 수리특성 파악을 위하여 주수식수위강하법을 이용한 현장투수시험을 터널구간에서 총 8회 수행하였으며 암반층 투수특성 및 그라우팅 효과를파악하기 위하여 터널구간 예상심도의 암반층에서 시추조사와 병행하여 총 10회의 수압시험을 수행하였다. RPUM 보강공법이 적용되는 풍화토 지반의 강성은 풍화 (b) 선형으로 모델링된 응력-변형율 관계암으로 상향 조정하였다. 표 1, 2는 입력변수 값을 요약한 것이다.
  • 0을 적용하였다. 또한 지반의 수리특성 파악을 위하여 주수식수위강하법을 이용한 현장투수시험을 터널구간에서 총 8회 수행하였으며 암반층 투수특성 및 그라우팅 효과를파악하기 위하여 터널구간 예상심도의 암반층에서 시추조사와 병행하여 총 10회의 수압시험을 수행하였다. RPUM 보강공법이 적용되는 풍화토 지반의 강성은 풍화 (b) 선형으로 모델링된 응력-변형율 관계암으로 상향 조정하였다.
  • 본 연구에서는 Mohr-Coulomb 선형 모델 및 Duncan-Chang 비선형 모델을 개착하부 통신구 터널의 수치해석에 적용하여, 각 모델을 분석하고, 장단점을 분석하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 선형 및 비선형의 대표 모델인 Mohr-Coulomb 모델 및 Duncan-Chang 모델을 대규모 개착구간 하부 통신구 터널의 수치해석에 활용하여, 각 모델의 적용성 및 장단점을 분석하였다.

대상 데이터

  • 18km470 〜540 부근에 폭 5m, 경사 30°~ 70°의 단층이 존재한다. 단면 STA.18km920 및 STA.19km380에서 각각 폭 36.0m, 18.0m, 깊이 18.0m, 15.0m 로 굴착하였으며 가시설은 두 단면 모두 H-30Ox3OOxiOxi5를 사용하였다
  • 해석 대상 현장은 서울지하철 일부 구간(총연장 476.8m, 시점 STA. 18km 114, 종점 STA.18km622) 중 대규모 개착 하부 통신구 터널 두 개 단면으로 선정하였다(그림 1, 그림 2). 지반은 매립층, 충적층, 풍화대, 기반암순으로 구성되어 있으며, 풍화대 분포심도는 최대 25.

이론/모형

  • 본 연구에서는 신되도가 검증되어 지반공학에서 많이 활용되고 있는 AFIMEX를 수치해석 프로그램으로 사용하였다. AFIMEX는 유한요소법으로 구성되어 있으며 2,3차원 정적해석, 침투, 동적 안정성 평가, 굴착 등 다양한 문제에 적용이 가능하다.
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