Land and Housing Review (토지주택연구)

Land and Housing Research Institute (한국토지주택공사 토지주택연구원)
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Finite Element Analysis on the Ground Behavior for Tunnel with Pipe-roof

파이프루프공법이 적용된 터널의 지반거동 유한요소 해석

  • 조선아 (한전 전력연구원 차세대 송변전 연구소, 친환경 구조그룹) ;
  • 진규남 (한국토지주택공사 토지주택연구원) ;
  • 심영종 (한국토지주택공사 토지주택연구원)
  • Received : 2016.10.04
  • Accepted : 2016.10.30
  • Published : 2016.10.31
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Abstract

Pipe-roof method is one of the mostly used method to prevent the ground subsidence during the tunnel construction. As pipe-roof method has made technical advancement and performance improvement, it suggested to utilize pipe-roof to a permanent support system rather than a temporal pre-reinforcing method. Therefore, in this study, pipe-roof method is numerically simulated using finite element method to evaluate effects of pipe-roof on behavior of ground and structure. Analyses are performed considering two major conditions that are with and without the application of pipe-roof and the shape of tunnel cross section. The results are presented with respect to variation of settlement and vertical stress distribution. Based on this results, it is found that ground settlement above the shallow tunnel can be considerably reduced by application of pipe-roof system. Also, the shape of tunnel cross section can influence on the mechanical behavior of ground and structure.

파이프루프 공법은 개착공법 및 다른 비개착공법에 비해 경제적이고 시공이 비교적 단순한 공법으로 도심지 도로를 횡단하는 신규노선이나 상하수도 등 지하구조물에 적용 사례가 증가하고 있다. 국내외 연구 및 시공사례증가로 공법에 대한 기술적 발전 및 파이프루프의 성능 개선이 이루어지면서 단순 사전보강공법이 아닌 영구 지보재로서 활용가능성이 제기되었다. 따라서 본 연구에서는 파이프루프의 지보효과를 분석하고자 3차원 유한요소 수치해석을 수행하였으며 파이프루프 적용유무와 터널 단면 형상에 따른 지반의 거동을 변위와 응력 변화관점에서 분석하였다. 수치해석 결과 파이프루프를 적용할 경우 터널 상부 지반에서 뚜렷한 변위제어 효과와 함께 터널 단면형상이 지반 및 파이프루프 거동에 상당한 영향을 미치는 것을 확인하였다.

Keywords

References

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