개별요소법과 유한차분법 연계 해석을 이용한 EPB TBM 굴진해석 Part Ⅰ: 모델링

최순욱; 이효범; 최항석; 장수호; 강태호; 이철호

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자료유형: 학술저널

저자정보: 최순욱 (한국건설기술연구원) 이효범 최항석 (고려대학교) 장수호 (한국건설기술연구원) 강태호 (한국건설기술연구원) 이철호 (한국건설기술연구원)

저널정보: 한국암반공학회 터널과 지하공간 터널과 지하공간 제30권 제5호(통권 제148호)

발행연도: 2020.10

수록면: 484 - 495 (12page)

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EPB TBM의 굴진을 수치적으로 해석하기 위해 개별요소법(DEM, discrete element method), 유한요소법(FEM, finite element method), 유한차분법(FDM, finite difference method) 등과 같은 다양한 수치해석 기법이 적용되어 왔다. 본 논문에서는 이중 개별요소법과 유한차분법을 연계하는 방식을 채택하여 EPB TBM 굴진해석 모델링 방법을 제시하였다. 제시한 개별요소법-유한차분법 연계 TBM 굴진해석 모델에서 TBM이 굴착하는 굴착부는 개별요소법을 적용하였으며, 입자 접촉 물성치의 경우 일련의 삼축압축시험을 통해 교정하였다. 굴착부 주변지반은 유한차분법을 연계시켜 정지토압계수를 고려하여 굴착부에 수평지중응력을 구현할 수 있도록 하였다. 또한, 이를 통해 소요 입자 개수를 감소시켜 모델의 해석효율을 증대시켰다. 본 논문에서 제시한 수치해석 모델은 TBM의 굴진율, 커터헤드 및 스크류 컨베이어 회전속도 등을 조절할 수 있으며 TBM 굴진 중 토크, 추력, 챔버압, 배토량을 도출해 낼 수 있다.

#Coupled Numerical Analysis #Discrete Element Method #EPB Shield #Finite Difference Method #TBM #EPB 쉴드 #개별요소법 #연계해석법 #유한차분법

참고문헌 (16)

참고문헌 신청

최순욱 / 2019 / TBM 운전조건을 고려한 스포크형 쉴드TBM의 굴진모사 연구 / 터널과 지하공간 29(6):456~467

최순욱 / 2018 / 개별요소법을 이용한 중단면 토압식 쉴드TBM의 수치해석 연구 / 한국지반신소재학회 논문집 17(4):129~139

Hasanpour, R. / 2014 / Advance numerical simulation of tunneling by using a double shield TBM / Computers and Geotechnics 57:37~52

Hu, X. / 2020 / A DEM-based study of the disturbance in dry sandy ground caused by EPB shield tunneling / Tunnelling and Underground Space Technology 101:103410

Kim, K. / 2018 / Critical face pressure and backfill pressure in shield TBM tunneling on soft ground / Geomechanics and Engineering 15(3):823~831

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