터널 숏크리트 라이닝 파괴 메커니즘에 대한 수치해석적 고찰

신휴성; 신동인; 배규진; 김동규

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자료유형: 학술저널

저자정보: 신휴성 (한국건설기술연구원) 신동인 배규진 김동규

저널정보: 한국지반환경공학회 한국지반환경공학회 논문집 한국지반환경공학회 논문집 제10권 제7호

발행연도: 2009.12

수록면: 167 - 177 (11page)

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본 연구에서는 터널 붕괴붕락의 유형 중 국부 암괴하중에 의한 숏크리트 라이닝의 파괴특성을 유한요소 해석을 통해 고찰하였다. 우선, 기존 터널 라이닝 파괴특성을 보다 체계적으로 파악하기 위하여 암반과 숏크리트체 강성비와 부착강도의 특성에 변화를 주어 총 9가지의 조건을 설정하였다. 각 조건에 대한 블록낙하실험(falling block test)환경에서 수치해석을 수행하여 파괴양상을 고찰해 보고 기존의 이론적 파괴 메카니즘과 비교/평가하여 보았다. 결과적으로, 기존 문헌에서 언급된 4가지 파괴모드 (점착파괴(adhesive failure), 직접전단파괴(direct shear failure), 휨인장파괴(flexural failure) 및 휨전단파괴(punching shear failure))가 모두 구현되긴 하였으나, 점착파괴는 항상 타 파괴유형과 동반되어 나타나며, 별도의 파괴유형으로 분류하는 것은 부적절하다고 판단되었다. 또한 기존 관련 연구에서는 터널공학의 주요개념인 아칭효과에 대해 고려치 않고 단순보 개념하에서 라이닝의 파괴특성을 고찰하였으며, 굴착에 의해 부가되는 라이닝의 초기 축력을 고려치 않고 있다. 이에 대해 터널특성에 부합된 경계조건들을 고려하여 신규 라이닝 파괴모드를 재 고찰하였으며, 곡률이 있는 터널 라이닝조건에서는 크게 두 가지 파괴유형으로 분류할 수 있는 것으로 파악되었다.

#Failure modes #Tunnel shotcrete lining #Arching effect #Finite element analysis #Rock-shotcrete interface #Bonding strength #파괴 모드 #터널 숏크리트 라이닝 #아칭 효과 #유한요소해석 #인터페이스 #부착력

참고문헌 (7)

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1. [보고서] - 한국건설기술연구원 / 2006 / 터널공사 재해 최소화 및 예방기술 개발(III), 건기연 기관고유사업 연차 보고서 : 223 ~

2. [학술지(정기간행물)] - Barrett, S. V. L. / 1995 / Shotcrete Support Design in Blocky Ground : Towards a Deterministic Approach / Tunnelling and Underground Space Technology 10 (1) : 79 ~ 89

3. [단행본] - Brady, B. H. G. / 1993 / Rock Mechanics for Underground Mining (2nd Edition) / Chapman and Hall : 571 ~

4. [보고서] - Fernandez-Delgado, G. / 1975 / Shotcrete : Structural Testing of Thin Liners. Federal Railroad Administration Department of Transportation Final Report : 243 ~

5. [보고서] - Holmgren, J. / 1975 / Plane Shotcrete Layers Subjected to Punch Loads

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