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터널구조물에 대한 균열변상의 진전해석이 가능한 유지관리 해석기법
A Development of Analysis Technique for Defects Which Were Incorporated a Propagation Process of Cracks in Tunnel Structures 원문보기

한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회, 2010 Apr. 08, 2010년, pp.310 - 313  

박시현 (한국시설안전공단 일반도로팀) ,  박성근 (한국시설안전공단 일반도로팀)

초록
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본 논문에서는 등가소성힌지길이 개념을 새롭게 개선하여 도입함하여 구조물의 거동특성을 평가하는 프로그램을 개발하였다. 시간의 경과 및 외부환경 변화와 더불어 발생 가능한 지하구조물의 변상은 해당 구조물의 구성재료 및 작용하는 외압의 형태 등에 의해 다르게 나타나게 된다. 즉, 장기적인 지반외력의 변화에 의해 콘크리트 구조체의 천단부에 큰 휨압축응력과 인장을력이 생기는데, 내측에는 압축이 생기고 외측에는 인장균열이 발생한다. 또한 측벽이나 어깨부에서는 인장응력전단응력에 의한 균열이 발생하기도 한다. 따라서 개발된 프로그램으로 균열발생단면에 대하여 축력, 휨모멘트, 균열폭을 서로 연관 지을 수 있게 될 뿐만 아니라 균열폭의 확장을 추적해 나갈 수 있다. 해석기법을 토대로 개발된 해석모듈을 이용하여, 본 해석 기법의 타당성에 대한 검증을 실시하였다. 검증을 위해서는 수평보구조와 터널구조에 대해 각각 해석을 수행하였다. 그 결과, 구조물 내에서의 균열의 진전이 점차적으로 확장되어 가는 것이 표현 가능한 것을 확인하였으며, 해석결과의 타당성을 확인하였다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 1) 본 연구에서는 구조물에 발생하는 변상중에서 균열에 대하여 균열의 진전해석이 가능한 새로운 해석적 기법을 개발하였으며, 이에 대한 검증을 실시하였다.
  • 터널 라이닝의 파괴형태는 단순보의 재하시험시 나타나는 파괴양상과는 차이를 보이고 있으나, 국부 단면에 대한 파괴양상을 파악하기 위해서는 단순보와 같은 작은 부재에 대해 평가한 후, 이를 터널 라이닝에 적용하여 평가하기도 한다(한국터널공학회, 2007). 따라서본 연구에서는 구조체에 발생하는 대표적인 변상의 일종인 인장파괴(균열), 휨파괴, 전단파괴 및 압좌파괴 등을 해석적인 방법으로 평가할 수 있는 새로운 해석기법을 개발하기 위하여 먼저, 단순보를 활용하여 구조체의 변상 특성을 평가하기로 한다.
  • 본 연구에서는 지하구조물의 변상발생의 메커니즘을 반영할 수 있는 새로운 해석적 기법 개발에 대하여 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 도출하였다.
  • 이때 지반에 대한 조사도 동시에 이루어지는데, 시추조사 및 외관조사 등의 조사 결과를 반영하여 지하구조물의 기능과 성능 확보를 평가하게 된다. 본 연구에서는 지하구조물의 변상발생의 메커니즘을 살펴본 다음에, 이러한 변상 메커니즘을 반영할 수 있는 새로운 해석적 기법개발에 대하여 연구하였다.
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