[논문]터널 배수 형식에 따른 응력-침투 연계 내진해석

최병일; 하명호; 이동하; 노은철; 박시현

doi:10.11112/jksmi.2023.27.4.94

터널 배수 형식에 따른 응력-침투 연계 내진해석
Fully Coupled Seismic Analysis of Stress-Flow According to Tunnel Drainage Type 원문보기

한국구조물진단유지관리공학회 논문집 = Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, v.27 no.4, 2023년, pp.94 - 103

최병일 (국토안전관리원 강원지역본부 기반시설안전실) , 하명호 (국토안전관리원 강원지역본부 기반시설안전실) , 이동하 (국토안전관리원 충청지역본부 기반시설안전실) , 노은철 (국토안전관리원 영남지역본부 기반시설안전실) , 박시현 (국토안전관리원 재난안전본부 재난안전관리실)

초록
AI-Helper

도심지에 건설되는 지하터널의 경우 터널 지상부 환경의 고려 뿐만 아니라 터널이 건설되는 지반 내부 환경의 변화를 정확히 파악하여 설계·시공해야한다. 하지만 현재 터널 설계에 적용되는 프로그램의 제한적 기능과 활용의 어려움으로 인해 지반응력, 지하수위 변화 등을 연계한 수치해석에 어려움이 있다. 이는 과다 설계로 이어져 공사비를 증가시키기 요인이 될 수 도 있고 부실 설계로 인해 시공 중 사고로 이어질 수 있는 문제가 발생할 수도 있다. 특히, 저토피 구간에 설치되는 도심지 터널의 경우 터널 상부 지층에 지하수위가 존재하며, 지하 공사 중 지하수위 저감으로 인해 상부지층의 유효응력이 증가되어 지반이 침하하는 현상이 발생할 수도 있으므로 지하수위 변화를 정확히 평가 후 설계를 해야한다. 따라서 본 연구에서는 터널 상부에 지하수위 층이 있는 도심지 지하터널을 대상으로 배수형태에 따른 응력-침투 연계해석을 통해 터널의 거동특성을 분석하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Built in urban ares tunnels is necessary to accurately grasp not only the above-ground environment of the tunnel but also the below-ground environment of the tunnel for design and construct. However, fully coupled analysis of stress and flow is very difficult due to the limited function of the tunnel numerical analysis program and difficulty in using program. This can lead to excessive design that increases the construction cost or occur problems that can lead to accidents during construction. In particular, in the case of an urban tunnel has a low layer soil section above the tunnel and the groundwater level exists in the upper layer of the tunnel. Therefore, a reduction in the groundwater level during underground construction may increase the effective stress of the upper layer and cause the ground to subsidence. So It is necessary to design after accurately evaluating the change in the groundwater level. In this study, the tunnel's behavioral characteristics were analyzed through fully coupled analysis of stress and flow according to the drainage type for an urban underground tunnel.

주제어

표/그림 (16)

그림 Fig. 1 Typical representation of stiffness variation in function of the shear strain amplitudes(Atkinson and Sallfors, 1991)
그림 Fig. 2 Comparison of analysis model(Rafal OBRZUD, 2011)
그림 Fig. 3 Shear characteristics q - ε1(Rafal OBRZUD, 2011)
그림 Fig. 4 Analysis section
그림 Fig. 5 Seepage element
그림 Fig. 6 Silt sand(Kim and Choo, 2001)
그림 Fig. 7 Real earthquake wave (Iran-Shirinrood)
그림 Fig. 8 Occur position of earthquake
그림 Fig. 9 Spectrum analysis (Iran-Shirinrood)
그림 Fig. 10 Design earthquake wave (Iran-Shirinrood)
표 Table 1 Determined soil and material properties
표 Table 2 Analysis results of member force(Max Value)
표 Table 3 Analysis results
표 Table 3 (Continued)
그림 Fig. 11 Nodes position
그림 Fig. 12 Displacement

참고문헌 (18)

Atkinson, J., and Sallfors, G. (1991), Experimental determination of soil properties, In Proc. 10th ECSMFE, Vol 3, 915-956.？
Kim, B. J, Jung, J. H., Jang, Y. S., and Chun, B. S, (2012), A Study on the Lining Stability of Old Tunnel Using Groundwater Flow Modelling and Coupled Stress-Pore Water Pressure Analysis, Korean Journal of Geotechnical Society, 28(4), 101-113 (in Korean).？
Choi, B. I, Kim, C. H., Noh, E. C., Ha, M. H., and Park, S. H. (2021), Evaluation of seismic performance of road tunnels in operation, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 25(5), 127-134 (in Korean).？
Choi, B. I, Kim, C. H., Noh, E. C., Ha, M. H, Park, S. H., and Kang, G. C. (2022), A Study on Seismic Performance Evaluation of Tunnel to Considering Material Nonlinearity, Journal of the Korea Institute for Structural Maintenance and Inspection, 26(3), 92-102 (in Korean).？
Hardin, B., and Black, W. (1969), Closure to vibration modulus of normally consolidated clays. J Soils Mechanics and Foundation Division ASCE, 95(6), 1531-1537.？
Yoo, C. S, Kim, S. B., Bae, G. J., and Shin, H. S, (2005), Effect of Tunnelling and Groundwater Interaction on Tunnel Behavior, Journal of the Korean Tunneling and Underground Space Association, 7(2), 97-107 (in Korean).？
Yoo, C. S, (2004), Investigation on Tunneling and Groundwater Interaction Using a 3D Stress-pore Pressure Coupled Analysis, Korean Journal of Geotechnical Society, 20(3), 33-46 (in Korean).？
KALIS (2021), A Beltway around Seoul(Ilsan~Toegyewon) Facility Precision Safety Diagnosis in 2020~2021 (Nogosan1 tunnel) (in Korean).？
KISTEC (2019), Detailed Guideline for Safety and Maintenance of Facility implementation (in Korean).？
Korean Geotechnical Society (2015), Structural Fundamental Design Standard Manual. (in Korean).？
Ministry of Construction and Transport (1999), Tunnel Design Standards. (in Korean).？
Ministry of the Interior and Safety (2020), General rules for seismic design of facilities. (in Korean).？
Ministry of the Interior and Safety (2020), Guidelines for Evaluating Seismic Performance of Existing Facilities (Foundation and Ground) (in Korean).？
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018), KDS 27 17 00. (in Korean).？
Ministry of Land, Infrastructure and Transport (2018), KDS 27 10 20. (in Korean).？
Ministry of Public Administration and Security (2017), Seismic Design Standards. (in Korean).？
Rafal OBRZUD (2011), The Hardening Soil Model with small strain stiffness.？
Z-Soil (2020), THE HARDENING SOIL MODEL - A PRACTICAL GUIDEBOOK.

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