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문제 정의
- 따라서 본 연구에서는 배수시스템의 투수성 저하에 따라 발생하는 수압 메카니즘을 알아보기 위해 그림 3과 같은 모형실험장치를 고안하여 터널 내 지하수의 흐름을 모사화 하고자 하였다.
- 본 논문에서는 배수재 투수계수 제어법 및 유량 제어실험법을 통하여 배수시스템의 수리기능저하를 유사화하는 모형실험을 실시하고, 수치해석을 통하여 이의 재현 가능성을 조사하였다. 본 연구를 통해 배수 시스템의 장기적인 기능저하에 따른 투수성 저하와 이로 인한 수압증가 메카니즘을 확인할 수 있었으며 이를 통해 얻은 세부 결론은 다음과 같다.
- 본 논문에서는 수리거동에 대한 수치해석의 적용 타당성을 판단하기 위하여 실제 모형실험장치를 수치해석 법을 사용하여 모델링하였다. 수치해석은 유한요소해석 (Finite element method) 프로그램인 ICFEP(Inperial College Finite Element Program, Potts and Zdravkovic, 1999)을사용하였으며 그림 8은 본 해석에 사용된 유한요소 Mesh 및 해석개념을 보인 것이다.
- 이에 본 논문에서는 그동안 수치해석적으로만 다루어졌던 배수시스템 수리기능 저하로 야기되는 잔류수압 발생메카니즘을 모형실험을 통해 규명하고 '지반-배수재-구조물' 수리상호작용을 고려하는 수치해석을 통해 배수시스템의 수리기능 저하예측 모델링의 타당성을 확인하고자 하였다.
가설 설정
- 우측 경계 및 모델 바닥의 수리 경계조건은 간극수압의 변화가 없는 것으로 설정하였고 배수구에 해당하는 경계면은 간극수압을 0으로 하여 배수상태를 유지하였다. 자유수 면은 실제 모형실험과 동일하게 구속흐름을 가정하였으며 해석은 정적평형상태가 유지되는 시점까지 수행하였다.
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