All Issue

2018 Vol.20, Issue 3 Preview Page
Ground behaviour according to ground water locations due to tunnelling below shallow foundation by laboratory model test

실내모형시험을 통한 얕은 기초 하부에서 터널굴착 시 지하수위 위치에 따른 지반거동

Hyun-Gu Lee1
,
Suk-Min Kong2
,
Dong-Wook Oh3
,
Yong-Joo Lee4*
이 현구1
,
공 석민2
,
오 동욱3
,
이 용주4*
1Master Course, Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Science and Technology
2Doctor Course, Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Science and Technology
3Doctor Course, Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Science and Technology
4Professor, Dept. of Civil Engineering, Seoul National University of Science and Technology
1비회원, 서울과학기술대학교 건설시스템공학과 석사
2정회원, 서울과학기술대학교 건설시스템공학과 박사과정
3정회원, 서울과학기술대학교 건설시스템공학과 박사과정
4정회원, 서울과학기술대학교 건설시스템공학과 교수
* Corresponding Author
31 May 2018. pp. 575-592
PDF XML Citation
Abstract

Tunnelling is getting more important solutions for problems induced by the growth population in urban areas. Many studies on tunnelling below existing structure are carried out by many researchers. In general, however, ground water condition is ignored for most of researches using laboratory model test, so far. In case of ground behavior, error can occur if the result of effective stress related to hydraulic condition can’t be taken into considerations. In this study, therefore, laboratory model test and the close range photogrammetry were conducted to investigate behaviour of ground and shallow foundation using newly device drainage system which is available to express the ground water condition. Also, numerical analysis was carried out to compare to results from the laboratory model test, and was performed with two methods, one is plastic and the other one is fully coupled analysis. Results from those two methods were compared to that of the laboratory model test.

Keywords
Ground water
Tunnelling
Shallow foundation
Coupled analysis
Laboratory model test

최근 도심지 지상 구조물의 포화와 함께 극심한 교통난에 대한 해결책으로 터널과 같은 지하공간 개발의 중요성이 커지고 있다. 이러한 이유로 현재 국내의 많은 지역에서 터널 시공이 이루어지고 있으며, 다양한 터널 확충 정책이 건설계의 화두가 되고 있다. 하지만, 터널굴착에 의한 지반거동을 사전에 분석하는 것은 다양한 조건을 해석하고 고려해야 하므로 매우 어려운 일이다. 기존의 구조물 하부 터널굴착에 대한 연구는 많은 연구자에 의해 수행되었지만, 대부분의 연구에서는 지하수위의 영향을 거의 고려하지 못하였다. 지하수위에 따라 발생되는 간극수압은 지반의 전단강도에 지대한 영향을 미치므로, 지하수 고려 여부에 따라 지반의 거동은 크게 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 고려하지 못한 기존 연구의 한계에서 나아가, 얕은 기초 아래 터널굴착 시 지하수위 위치가 지반거동에 미치는 영향을 효과적으로 분석하고자 한다. 이에 따라 지하수위를 고려할 수 있는 새로운 시험 장치를 개발하였으며, 실내모형시험과 함께 근거리 사진계측을 사용하여 분석을 실시하였다. 또한, 수치해석을 통해 소성해석과 연계해석을 수행하여 실내모형시험 결과와 비교하였다. 두 가지의 수치해석 방법과 실내모형시험 결과를 비교하여 실제 도심지 터널 굴착 모델에 적합한 모델을 제시하고자 한다.

키워드
지하수
터널굴착
얕은 기초
연계 해석
실내모형시험
References
1
Alonso, E.E., Gens, A., Josa, A. (1990), “A constitutive model for partially saturated soils”, Geotechnique, Vol. 40, No. 3, pp. 405-430.
10.1680/geot.1990.40.3.405
2
Atkinson, J.H., Mair, R. J. (1981), “Soil mechanics aspects of soft ground tunneling”, Ground Engineering, July, Vol. 14, No. 5, pp. 20-26.
3
Das, B.M. (2009), “Principles of geotechnical engineering (7th edition)”, Cengage learning, Boston, pp. 43.
4
Kim, S.M. (2011), “Hydraulic and hydrological study on the change in groundwater level during tunnel construction”, Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 13, No. 2, pp. 97-114.
5
Kim, Y.S., Ko, H.W., Kim, J.H., Lee, J.G. (2012), “Dynamic deformation characteristic of Joomunjin Standard sand using cyclic triaxial test”, Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol. 28, No. 12, pp. 53-64.
10.7843/kgs.2012.28.12.53
6
Kwon, H. J. (2014), “Foundation engineering”, Goomibook, Seoul, pp. 69-74.
7
Lambe, T.W., Whitman, R.V. (1979), “Soil mechanics”, John Willey & Sons, Hoboken, pp. 29-39.
8
Lee, S. D. (2011), “Foundation engineering”, Saeron Books, Seoul, pp. 65-67.
9
PLAXIS (2016), “2D reference manual”, PLAXIS, pp. 195-198.Yoo, C. (2004), “Investigation on tunnelling and groundwater interaction using a 3D stress-pore pressure coupled analysis”, Journal of the Korean Geotechnical Society, Vol. 20, No. 3, pp. 33-46.
Information
  • Publisher :Korean Tunneling and Underground Space Association
  • Publisher(Ko) :한국터널지하공간학회
  • Journal Title :Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
  • Journal Title(Ko) :한국터널지하공간학회 논문집
  • Volume : 20
  • No :3
  • Pages :575-592
  • Received Date : 2018-01-19
  • Revised Date : 2018-03-19
  • Accepted Date : 2018-04-02
  • DOI :https://doi.org/10.9711/KTAJ.2018.20.3.575
Journal Informaiton Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
Online Submission & Review System
  • NRF
  • KOFST
  • KISTI Current Status
  • KISTI Cited-by
  • crosscheck
  • orcid
  • open access
  • ccl
Journal Informaiton Journal Informaiton - close