Mechanical behaviour of rib-reinforced precast tunnel liner according to variable rib-reinforcement shapes

프리캐스트 터널 Liner의 리브보강 형상변화에 따른 역학적 거동 특성

  • 이규필 (한국건설기술연구원 지반연구실) ;
  • 이성원 (한국건설기술연구원 지반연구실) ;
  • 황재홍 (한국건설기술연구원 지반연구실)
  • Published : 2009.09.30

Abstract

Due to the limitation of construction efficiency and structural safety, the application of the high covering and wide width tunnels was limited prior to the introduction of precast rut and cover tunnels. Therefore, a cut and cover tunnel structure with rib reinforcement is proposed to mechanically improve the safety on condition of high covering and wide width tunnel. Therefore, a technical problem that can provide a response similar to the actual filling conditions is analyzed by the finite element analyses, moreover, the mechanical behaviour of developed rib-reinforced precast tunnel liner through a large-sized model test will be investigated. The ultimate load of the developed rib-reinforced precast tunnel liner shows a 3% reduction compared to existing rib-reinforced precast tunnel liner, especially, the section of rib-reinforcement decreased to 55% compared to it of existing. Therefore, the stability of tunnel structure can be significantly improved through the developed rib-reinforced precast segment.

프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 설계 및 시공은 고성토 또는 광폭터널 조건에서는 시공성 및 구조적 안정성 등과 같은 단점 때문에 그 활용이 제한적이다. 따라서 시공성 및 품질관리 등 측면에서 유리한 프리캐스트 세그먼트를 이용한 개착식 터널구조물의 시공이 가장 효과적인 대안이라 할 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 수치해석기법을 이용하여 기존 3분절 리브 보강형 프리캐스트 세그먼트를 이용한 터널구조물 시공기술의 문제점 분석하였으며, 대형 정적하 중재하 실험을 통하여 개선된 리브 보강형 프리캐스트 세그먼트 구조물의 역학적 거동 특성을 분석하였다. 개선된 러브 보강형 프리캐스트 세그먼트 구조물의 극한하중은 기존 리브 보강 프리캐스트 세그먼트 구조물 대비 리브 보강단면은 55% 감소하였으나, 구조적 성능은 약 3% 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 리브 보강에 의한 터널구조물 내공단면 축소를 최소화 및 구조물의 하중지지 효과를 크게 향상된 것으로 나타났다.

References

  1. 배규진, 이규필 (2001), "개착식터널 라이닝 해석을 위한 모델링 기법에 관한 연구", 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 3, No. 2, pp. 13-22.
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  3. 우혁근 등 (2007), "리브 보강형 프리캐스트 아치를 이용한 개착터널의 설계 및 시공법 개발", R&D/06건설핵심-C19, pp. 78-96.
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  5. 이규필, 이성원, 신휴성, 황재홍 (2008), "리브 보강 프리캐스트 터널 Liner의 역학적 거동 특성", 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 10, No. 3, pp. 1-8.