A comparative study on methods for shield tunnel segment lining sectional forces

Chung-Sik Yoo; Hun-Min Jeon

doi:None

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2012 Vol.14, Issue 3 Next Page

A comparative study on methods for shield tunnel segment lining sectional forces 쉴드 터널 세그먼트 라이닝의 부재력 산정법 비교연구

31 May 2012. pp. 159-181

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Abstract

The segment lining which consists of segments and joints are main component of shield tunnel. There are a number of methods that are being used in design which compute the sectional forces of a ring of segment lining. The traditional design methods which do not consider the effect of joints have been commonly used for design procedure without a specific verification of structural analysis. This paper presents the result of a comparative study for analytical and numerical models of the shield tunnel segment lining. For the traditional methods, the elastic equation method and the Duddeck & Erdmann method were considered. The ring-beam and the continuum analysis model were also considered as the numerical model.

Keywords

Segment lining

shield tunnel

load transfer

beam-spring model

structure analysis

joint stiffness

본 논문에서는 쉴드 터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하는 방법에 대한 비교연구를 다루었다. 현재 쉴드 터널 라이닝의 부재력 산정에는 이론해에 근거한 산정식을 적용하고 있다. 쉴드 터널 시공 시 사용되는 콘크리트 세그먼트는 동일한 강성으로 이루어진 구조물이 아닌 이음부를 가지는 구조물이므로 모든 요소를 고려하여야 하나 현재의 설계 실무에서는 세그먼트라이닝의 구조해석 모델이나 설계하중 및 세그먼트 이음부의 영향 등에 대한 정확한 검증 없이 과거의 국내외의 설계 자료를 관행적으로 적용해왔다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 현재 사용하고 있는 쉴드 터널 세그먼트 해석 및 설계 모델 중 관용계산방법과 Duddeck & Erdmann 모델을 이론식으로 해석을 수행하여 비교 하였고 수치해석에 의한 설계모델 중 보-스프링 모델과 연속체모델의 해석을 수행하여 상호 비교를 통해 세그먼트 라이닝의 설계에 적합한 구조모델을 검토하였다.

키워드

세그먼트

라이닝

쉴드 터널

하중전이

보-스프링모델

구조해석

이음부 강성

References

1.김상환 (2003), “근접 터널의 설계개념 및 해석기법에 대한 연구”. 한국터널공학회 논문집, 제5권, 제1호, pp. 33-42.

2.유충식, 김주미, 김선빈 (2006), “굴착공법이 터널 변위 거동에 미치는 영향 – 수치해석 연구”, 한국터널공학회 논문집, 제8권, 제4호, pp. 289-306.

3.이영준, 이현섭, 장석부, 김우선 (2010), “쉴드 터널 세그먼트 라이닝 구조설계에 관한 연구”, 유신기술화보, 제17호, pp. 106-116.

4.정두희, 이환우, 김관수 (2007), “쉴드 터널 라이닝 세그먼트의 해석과 거동 특성”, 한국터널공학회논문집, 제9권, 제1호, pp. 37-47.

5.Duddeck, H., Erdmann J. (1985), “Structure design for tunnels”, Tunnel82, Proceedings of the 3rd International Symposium, Brighton, 7-11 June 1982, pp. 83-91.

6.Itasca Consulting Group, Inc. (2011), “FLAC/Slope user’s guide 7st Ed.”, Verification Problems, pp. 8-1-8-12.

7.KTA (2008), “터널 기술 강좌 터널 기계화시공 설계편”, KTA, pp. 3-7, 393-399, 457-458.

8.Lee, K.M., Hou, X.Y., Ge, X.W., Tang, Y. (2001), “An analytical solution for a jointed shield-drivenunnel lining”, Int. J. Num. Anal. Meth. Geomech., Vol. 25, No. 4, pp. 365-390.

9.Morgan, H. (1961) “A contribution to the analysis of stress in a circular tunnel”, Geotechnique 11, pp. 37-46.

10.Muirwood, A.M. (1975), “The Circular Tunnel in Elastic Ground”, Geotechniqure, Vol. 25, No. 1 pp. 115-127.

11.Terzaghi, K. (1943), “Theoritical Soil Mechanics”, John Wiley and Sons, New York,

12.日本鐵道總合技術硏究所 (2003), “鐵道構造物等設計標準·同解說(シ一ルドトンネル)”, pp. 91-95.

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 : 14
No :3
Pages :159-181
Received Date : 2012-04-02
Revised Date : 2012-04-11
Accepted Date : 2012-04-27

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association ISSN:2233-8292(Print) 2287-4747(Online) 한국터널지하공간학회 논문집

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