[논문]프리스트레스 및 강관보강 그라우팅을 이용한 터널 필라부 보강공법의 적용성 검토를 위한 축소모형 실험

김연덕; 이수진; 이평우; 윤홍수; 김상환

doi:10.9711/ktaj.2022.24.6.495

프리스트레스 및 강관보강 그라우팅을 이용한 터널 필라부 보강공법의 적용성 검토를 위한 축소모형 실험
Reduced model experiment to review applicability of tunnel pillar reinforcement method using prestress and steel pipe reinforcement grouting 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.24 no.6, 2022년, pp.495 - 512

김연덕 ((주)유광토건 기술연구소) , 이수진 (호서대학교 토목공학과) , 이평우 ((주)성우사면) , 윤홍수 ((주)기술산업연구원) , 김상환 (호서대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 프리스트레스와 그라우팅을 이용한 터널 필라부 보강공법에 대해 검토하였다. 병설터널의 문제점을 보완할 수 있는 보강법들은 다양하지만 프리스트레스와 그라우팅을 이용한 터널 필라부 공법이 현장적용성, 안정성, 경제성에서 우수하다고 판단됨에 따라 실질적인 거동 메커니즘의 이론적 검토 및 수치해석적 검토가 필요하기 때문에 축소모형 실험을 진행하였다. 축소모형 실험은 PC강연선 + 강관보강 그라우팅 + 프리스트레스(Case 1), PC강연선 + 강관보강 그라우팅(Case 2), 무보강(Case 3)으로 나누어 필라부의 변위와 벽체에 가해지는 토압을 측정하였다. 실험을 통하여 여러 공법 중 PC강연선 + 강관보강 그라우팅 + 프리스트레스 공법은 가장 우수한 보강공법임을 확인하였고 추후 현장실험을 통해 이를 검증하고 보완해 나간다면 현재 적용되는 보강공법보다 변위 제어 및 부재력 측면에서 우수한 결과를 도출해 낼 수 있을 것이라 판단되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Due to the concentration of population in the city center, the aboveground structures are saturated, and the development of underground structures becomes important. In addition, it is necessary to apply the reinforcement construction method for the pillar part of the adjacent tunnel that can secure stability, economy, and workability to the site. In this study, the tunnel pillar reinforcement method using prestress and grouting was reviewed. There are various reinforcement methods that can compensate for the problems of the side tunnel, but as the tunnel pillar construction method using prestress and grouting is judged to be excellent in field applicability, stability, and economic feasibility, it is necessary to review the theoretical and numerical analysis of the actual behavior mechanism. Therefore, a scaled-down model experiment was conducted. The reduced model experiment was divided into PC stranded wire + steel pipe reinforcement grouting + prestress (Case 1), PC strand + steel pipe reinforcement grouting (Case 2), and no reinforcement (Case 3), and the displacement of the pillar and the earth pressure applied to the wall were measured. Through experiments, it was confirmed that the PC stranded wire + steel pipe reinforcement grouting + prestress method is the most excellent reinforcement method among various construction methods. It was judged that it could be derived.

주제어

표/그림 (26)

그림 Fig. 1. Stress concentration pattern of side tunnel (Kim, 2017)
그림 Fig. 1. Stress concentration pattern of side tunnel (Kim, 2017) (continued)
그림 Fig. 2. Principal stress pattern of the left and right side tunnel
그림 Fig. 3. Principal stress pattern of the up tunnel between the top and bottom
그림 Fig. 4. Miniature test equipment
그림 Fig. 5. Pillar detail view
그림 Fig. 6. Miniature model earthenware
그림 Fig. 7. Experimental detail equipment
그림 Fig. 8. Calculation of tunnel thickness in a small model
그림 Fig. 9. Formation of miniature reinforcement
표 Table 1. Reinforcement specifications
그림 Fig. 10. Uniaxial compression test equipment
표 Table 2. Uniaxial compression test
표 Table 3. Results of ground composition through uniaxial compression test
그림 Fig. 11. Case 1 displacement graph
표 Table 4. Case 1 displacement
그림 Fig. 12. Case 1 earth pressure graph
표 Table 5. Case 1 earth pressure
그림 Fig. 13. Case 2 displacement graph
표 Table 6. Case 2 displacement
표 Table 7. Case 2 earth pressure
그림 Fig. 14. Case 2 earth pressure graph
표 Table 8. Case 3 displacement
그림 Fig. 15. Case 3 displacement graph
그림 Fig. 16. Case 3 earth pressure graph
표 Table 9. Case 3 earth pressure

참고문헌 (6)

Hoek, E., Brown, E.T. (1980), Underground Excavations in Rock, London Institution of Mining and Metallurgy, London, 527p.
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Sin, H., Jung, H., Lee, Y., Kim, N.Y., Ko, S. (2021), "Mechanism of steel pipe reinforcement grouting based on tunnel field measurement results", Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 23, No. 3, pp. 133-149.

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Sin, J.H., Choi, M.G., Choi, G.C. (2009), "Analysis of characteristics of civil complaints and countermeasures against the development of underground spaces in downtown areas", Magazine of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 11, No. 1, pp. 52-59.

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