인접지반 깊은 굴착 시 도시철도 구조물 및 궤도 안정성 평가 :Stability Analysis of Structure and Track for Urban Railway for in adjacent to Deep Excavation

이상승

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이상승 (인제대학교, 인제대학교 일반대학원)

지도교수: 전상수

발행연도: 2018

저작권: 인제대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수1

이 논문의 연구 히스토리 (4)

2018

인접지반 깊은 굴착 시 도시철도 구조물 및 궤도 안정성 평가

이상승 토목공학과 2018.01 학위논문

2017

교차터널 시공 시 도시철도 지하구조물 안정성 평가

이상승 , 박영곤 , 이성진 외 2명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2017.05 학술대회자료

2016

교차터널 시공 시 도시철도 궤도 안정성 평가

이상승 , 박영곤 , 이성진 외 3명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2016.10 학술대회자료

인접지반 깊은 굴착시 도시철도 궤도 안정성 평가

이상승 , 이성진 , 박영곤 외 1명 한국철도학회 학술발표대회논문집 2016.05 학술대회자료

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도시 발전과 인구증가로 인하여 1970년대를 기점으로 새로운 교통수단의 필요성이 제기되었고 지하 공간을 효율적으로 사용할 수 있는 도시철도가 시공되기 시작하여 현재까지 운영되고 있다. 대부분의 시설이 지중에 시공된 도시철도는 운영 기간에 비례하여 여러 가지 위험에 노출 되고 있으며 특히 구 시설물의 철거 이후 이루어지는 재건축 시공 시, 기초 작업을 위한 굴착 공사는 지반 응력 및 지하수위를 변화시켜 도시철도 구조물의 변형을 초래, 역학적 안정성에 부정적인 영향을 미치고 내부에 시공된 선로의 변형을 발생시키며 궤도틀림을 유발한다. 궤도 틀림의 경우 선로의 변형으로 인해 발생하는 요소로서 차량 진동 및 승차감 저하, 레일 마모 등의 문제점을 야기하며 계획적인 점검 및 보수가 이루어지지 않을시 열차의 탈선까지 발생시키는 매우 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 삼차원 유한차분해석 프로그램을 이용하여 대전도시철도에 시공된 박스구조물과 국내 굴착현장에서 많이 사용하고 있는 흙막이가시설 등을 적용, 도시철도 인접지반 깊은 굴착 시 굴착 부벽체 수평변위 및 배면 지반의 침하와, 궤도틀림 변위 및 구조물의 역학적 안정성을 평가하여 이들의 상관관계를 분석하였다.

#도시철도 #굴착 #지하수위 #궤도틀림 #수치해석 #안정성 평가

목 차
국문초록 xii
ABSTRACT xiv
1. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.1.1 연구 배경 1
1.1.2 연구 목적 2
1.1.3 연구내용 및 방법 2
2. 토압 및 침하량 산정 이론 4
2.1 토압 이론 4
2.1.1 Coulomb 토압 이론 6
2.1.2 Rankine 토압 이론 9
2.1.3 Terzaghi & peck 토압이론 11
2.2 침하량 산정 이론 13
2.2.1 Peck 산정 이론 13
2.2.2 Bowles 산정 이론 14
2.2.3 Clough and O’Rourke 산정 이론 16
2.3 수평변위 산정 이론 17
2.3.1 J.M Yun 이론 17
2.3.2 Clough and O’rourke 이론 18
3. 궤도틀림의 정의 및 측정 이론 19
3.1 궤도틀림 정의 19
3.2 궤도틀림 종류 및 특성 20
3.2.1 궤간틀림(Tack gauge irregularity) 20
3.2.2 줄(방향)틀림 (Aligment irregularity) 21
3.2.3 면틀림 (Longitudinal irregularity) 21
3.2.4 수평틀림 (Cross level irregularity) 22
3.2.5 평면성틀림 (Twist irregularity) 24
3.3 궤도틀림 관리기준 25
3.4 궤도틀림 측정방법 30
4. 유한차분해석 32
4.1 유한차분법(Finite Difference Method) 32
4.2 유한차분해석 프로그램 FLAC 33
4.2.1 FLAC 해석 이론 34
5. 도시철도 구조물 안정성 검토 및 흙막이 벽체 수평, 배면 침하 변위 분석 38
5.1 수치해석 조건 38
5.1.1 지반 특성 40
5.1.2 구조물 특성 41
5.2 지하수위에 따른 흙막이 벽체 거동 분석 44
5.2.1 흙막이 벽체 수평 변위 거동 분석 44
5.2.2 흙막이 벽체 배면 침하 거동 분석 50
5.3 지하수위에 따른 궤도틀림 안정성 검토 53
5.3.1 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: Dry condition) 55
5.3.2 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: 지표면) 61
5.3.3 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: 지표면 하부 3m) 67
5.3.4 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: 지표면 하부 9m) 73
5.3.5 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: 지표면 하부 20m) 79
5.3.6 궤도틀림 안정성 검토 (지하수위: 지표면 하부 40m) 85
5.4 도시철도 지하 박스구조물 안정성 검토 91
6. 결론 92
참고문헌 94

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