$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

수치해석을 통한 급곡선 구간 Shield TBM의 중절잭 및 스킨플레이트 구조에 관한 연구
Study on the structure of the articulation jack and skin plate of the sharp curve section shield TBM in numerical analysis 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.19 no.3, 2017년, pp.421 - 435  

강신현 (이엠코리아(주) TBM사업본부 기술연구소) ,  김동호 (이엠코리아(주) TBM사업본부) ,  김훈태 (이엠코리아(주) TBM사업본부) ,  송승우 (이엠코리아(주) TBM사업본부)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

최근 국내 지상 구조물의 포화 및 파이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상 구조물의 대안으로 지하 구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 도심지 인프라 구축을 위한 NATM 터널 공사에 발생하는 진동 및 소음 문제를 예방하기 위해 기계식 터널 공법인 쉴드 TBM 공법의 기계화 터널 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기계화 터널의 직선 시공과 급곡선 시공 시 쉴드 TBM의 구조적 안정성을 위한 쉴드 TBM 추력에 대한 중절잭, 쉴드 잭, 스킨 플레이트의 구조적 안정성 기술에 대해 연구하였다. 시공 사례 및 쉴드 TBM의 작동원리를 이론적 접근 방법으로 검토, 분석한 결과, 쉴드 TBM의 직선 및 급곡선 시공시 주요 인자에 의해 커터헤드회전력, 중절잭, 쉴드 잭에 대한 추력 및 커터헤드의 여굴량이 중요한 것으로 나타났다. 또한 굴진 내부 작업자의 안전 및 장비의 원활한 작동을 위해 스킨 플레이트 구조의 안정성 확보는 매우 중요 사안이므로 이번 연구를 통해 장비의 일반적인 구조 및 구성을 검토하여 직선 및 급곡선 시공 시 스킨 플레이트 구조에 미치는 주요 인자 및 구조 안정성을 실험적인 시뮬레이션 수치해석을 통해 검토하였다. 이에 직선 및 급곡선 시공 시 작용 되는 가상의 토질을 선정하여 중절잭의 하중을 비교 검토 하여 스킨 플레이트의 구조 안정성을 평가하고 형상을 최적화 하였다. 현재 국내 시공 중인 쉴드 TBM 타입의 구조 및 작동 방식이 매우 유사하므로, 추후 국산화 기술 개발 및 신규 장비 개발과 쉴드 TBM의 취약부 및 안정성을 검토하는데 기여 할 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, due to the saturation of ground structures and the overpopulation of pipeline facilities requires to development of underground structures as an alternative to ground structures. Thus, mechanized tunnel construction of the shield TBM method has been increasing in order to prevent vibration...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 급곡선 시공시 중절잭이 스킨플레이트에 미치는 주요 인자를 이론식 및 수치 해석을 통해 확인 하고 응력의 분포 및 스킨플레이의 변형량 등을 분석 하여 응력 분포의 개선 방법 및 중절잭의 구조적 안정성 확보를 위한 연구를 수행 하였다.
  • 쉴드 TBM장비의 급곡선 시공을 위해서는 중절잭의 적용이 필수적이며, 장비의 구조 변경에 따른 검토가 수행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 중절잭이 적용된 쉴드TBM 장비에 추력이 작용 하였을 때에 스킨플레이트의안전성에 대한 검토를 수행하였다. 추력인자를 도출하기 위해 풍화토의 지반 물성치를 적용 하고, 중절장치 가 적용된 3.

가설 설정

  • Fig. 11(b)의 길이 방향 보강보다 응력분포가 낮아짐을 알 수 있다. 이는 원주방향 보강부재에 하중을 전달 시켜 응력이 감소 됨을 알 수 있다.
  • 여기서 상재하중 Po는 제외 하였으며, 막장깊이 H 37 m, 굴진경은 D3.5 급의 소구경을 가정하여 반영 하였다
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
TBM 장비의 중절 형식별 장단점은? 중절 형식은 V타입과 X타입으로 분류 할 수 있다. V타입은 중절부 한면이 작동하며, 중절각이 커짐에 따라 틈새 간격이 커짐으로 큰 각도를 확보하는데 어려움이 있으며, 중절부의 지수 및 씰링에 불리하다. X타입은 중절부의 양면이 동시에 작동되며, 큰 각도의 확보 및 중절부 씰링에 상대적으로 유리하다. 따라서 급곡선 시공시 이점이 있는 X타입으로 선정 하였으며, 중절잭은 최대 8.
지하공간을 확보함에 대하여 시공시 기존의 NATM공법을 적용하기 어려운 이유는? 최근 국내 지상 구조물의 포화 및 라이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상구조물의 대안으로 지하구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있으며, 그에 따른 도심지 인프라 구축을 위한 지하공간 활용이 요구되어 지고 있다. 지하공간을 확보함에 대하여 기존의 NATM공법의 시공은 소음 및 진동, 교통 문제등 환경적인 문제들을 수반하고 있기 때문에 적용하기에 어려움이 있다. 또한 기존에 존재하는 지장물 및 지하 인프라 라인의 영향을 고려하여 터널 선형이 급곡선으로 계획되는 경우가 증가하고 있다.
TBM장비의 추력 산정시 영향 인자로 선정한 것은? 3과 같이 나타낼 수 있다. 영향 인자는 쉴드 외경에 작용하는 토압의 마찰력(F1), 커터헤드 전면에 작용하는 면압에 의한 추력(F2), 테일 프레임과 세그먼트의 마찰력(F3), 백업카 견인에 대한 마찰력(F4), 암반지반의 암석 파쇄력(F5) 로 선정 하였다. 토・수압에 의해 쉴드 외경에 작용하는 압력은 추력인자에 포함 하였으나, 중절잭에 전달되는 상하좌우 하중 검토에는 방해 인자로 고려되어 제외하였으며, 토・수압에 의해 발생하는 스킨플레이트의 응력 및 변형량은 미비하여 제외 하였다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (8)

  1. Bae, G.J., Chang, S.H., Choi, S.W., Kang, T.H., Kwon, J.Y., Shin, M.S. (2015a), "Refurbishment of a 3.6 m earth-pressure balanced shield TBM with a domestic cutterhead and its field verification", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 17, No. 4, pp. 457-471. 

  2. Bae, G.J., Choi, S.W., Chang, S.H., Lee, G.P., Song, B.C., Kim, K.B. (2015b), "Analysis of inner parts in the disc cutters applied to the field tests", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 17, No. 4, pp. 473-485. 

  3. Chang, S.H., Choi, S.W., Park, Y.T., Lee, G.P., Bae, G.J. (2013), "Experimental evaluation of the effects of cutting ring shape on cutter acting forces in a hard rock", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 15, No. 3, pp. 225-235. 

  4. Cho, J.W., Yu, S.H., Jeon, S.W., Chang, S.H. (2008), "Numerical study on rock fragmentation by TBM disc cutter", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 10, No. 2, pp. 139-152. 

  5. Japanese Geotechnical Society (2015), Shield TBM method, CIR, Seoul, pp. 177, 474. 

  6. Japanese Society of Civil Engineers (2006), STANDARD SPECIFICATIONS FOR TUNNELING-2006 : Shield Tunnels, JSCE, Tokyo, p. 41. 

  7. Kang, S.O., Kim, H., Kim,Y.M., Kim, S.H. (2017) "Application technique on thrust jacking pressure of shield TBM in the sharp curved tunnel alignment by model tests", Journal of Korean Tunneling and Underground Space Association,Vol. 19, No. 2, pp. 335-353. 

  8. Kim, H., Yoon, H.D., Jeon, S.I. (2002), "The case study on a sharp turn of large diameter shield tunnel", Proceedings of Symposium on the Mechanized Tunneling Techniques, Seoul, pp. 79-90. 

저자의 다른 논문 :

LOADING...
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로