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A Study of Modelling Methods Used for the Analysis on Cut-and-Cover Tunnel Lining

복개터널 라이닝 해석을 위한 모델링 기법에 관한 연구
Gyu-Jin Bae1
,
Gyu-Pil Lee2
배 규진1
,
이 규필2
1한국건설기술연구원 토목연구부장
2한국건설기술연구원 연구원

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ABSTRACT

This paper presents the proposed methods of DE (distinct element) modelling to estimate the stability of tunnels in jointed rock masses. First, the criterion to select the joint set(s) contributed to the discontinuous behaviour in a tunnel section is proposed. Selected joint set(s) is(are) considered to form the edges of distinct elements (rock blocks) and the others to modify the elastic properties of rock blocks. The complex DE model with the average and the deviation of joint orientation and joint length for each joint set was compared to the simple model with only the average of joint orientation and the assumption that joint length is infinite. As a result, the latter is suitable to the purpose of tunnel design because it can show the consistent behaviour of a jointed rock mass such as the locally discontinuous failure and the global anisotropic behaviour.

Keywords
Cut and cover Tunnel
Modelling methods
Interface element

본 연구에서는 복개터널 라이닝의 합리적인 모델링 방법 및 구속조건 등을 검토하기 위하여, 동일한 현장 조건에 대하여 현재 널리 적용되고 있는 구조공학적 모델링 방법과 지반공학적 모델링 방법을 이용하여 해석을 실시하였다. 해석결과로부터 각 모델링 방법의 문제점 및 복개터널 라이닝의 거동에 영향을 미치는 인자를 파악하였으며, 현장조건을 보다 합리적으로 모델링 할 수 있는 방안을 제시하였다. 해석결과 동일 조건하에서 모델링 방법에 따라 콘크리트 라이닝에 발생하는 변위 및 부재력은 약 53%의 차이가 발생하며, 구속조건의 차이에 따라 콘크리트 라이닝에 발생하는 변위 및 부재력은 약 32%의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 따라서 보다 합리적인 설계 및 해석을 위하여 현장조건에 맞는 구속조건 결정 및 현장계측 등을 통한 모델링 기법의 정확성 검증 등과 같은 다양한 연구가 수행되어져야 할 것으로 판단된다.

키워드
복개터널
모델링기법
경계요소

MAIN

  • 1. 서론

  •   1.1 연구배경 및 목적

  •   1.2 연구방법

  • 2. 복개터널 라이닝의 해석

  •   2.1 복개터널 라이닝의 형태

  •   2.2 복개터널 라이닝의 해석기법

  •   2.2.1 지반공학적 모델에 희한 2차원해석

  •   2.2.2 구조공학적 모델에 희한 2차원해석

  •   2.3 복개터널 라이닝에 작용하는 하중

  • 3. 수치해석 및 결과분석

  •   3.1 해석조건

  •   3.2 지반공학적 모델에 희한 2차원해석

  •   3.3 구조공학적 모델에 희한 2차원해석

  •   3.4 결과분석

  •   3.4.1 휨모멘트

  •   3.4.2 축력

  •   3.4.3 변위

  • 4. 결론

Acknowledgements

References

1
1. 한국건설기술연구원(1998), “국내 터널설계 기술력 향상을 위한 신기술 연구”, 한국건설기술연구원, pp. 9~75.
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