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      • KCI등재

        운영 중 터널에 작용하는 간극수압 평가기법

        신종호,신용석,최규철,Shin, Jong-Ho,Shin, Yong-Suk,Choi, Kyu-Cheol 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.4

        지중터널은 대부분 지하수위 하부에 위치하므로 지하수 처리문제는 터널의 장기운영에 있어 매우 중요하다. 배수형터널의 경우 수리기능이 원활하면 라이닝에 수압이 작용하지 않으나 장기 운영으로 인해 배수시스템의 열화가 진행되면서 라이닝 배면에 설계 시 고려하지 않았던 간극수압이 작용하게 되는데, 이를 잔류수압이라 한다. 잔류수압은 피에조미터로 그 측정이 가능하나 이는 라이닝 및 배수시스템을 훼손할 염려가 있어 부적합하기 때문에 라이닝을 손상시키지 않으면서 작용수압을 평가할 수 있고, 운영 중 라이닝의 건전도 평가(health monitoring) 시 수압상태의 파악이 가능한 비파피 예측기법이 요구된다. 본 논문에서는 이론적 및 수치해석적 방법을 사용하여 운영 중 터널에 작용하는 간극구압(잔류수압) 예측기법을 제시하였으며, 본 해석방법을 이용하면 비파괴 방법으로 라이닝에 작용하는 간극수압의 파악이 가능하다. 제안된 방법은 이론적 예측기법과 수치해석 결과인 정규화 간극수압 분포곡선과를 병용함으로써 터널 운영단계에서의 잔류수압에 대한 안정성 검토에 유용하게 활용될 수 있다. Control of ground water is one of the most important factors for long-term operation of tunnel because most of tunnel is located in the ground. In case of leakage tunnel, there is no pore water pressure on the lining when the drainage system is properly working. After long-term operation, however, the pore water pressure can be developed on the lining due to the deterioration of the drainage system. The increased pore water pressure on the lining is termed here as 'residual pore water pressure'. Residual pore water pressure can be measured by piezometer, but it is generally not allowed because of damages of drainage system. Therefore, an indirect and nondestructive method is required for evaluating the residual pore water pressure. Moreover, understanding of pore water pressure is needed during healthy operation of the lining. In this study, a new method for evaluation of pore water pressure on the lining during operation is proposed using theoretical and numerical analysis. It is shown that the method is particularly useful for stability investigation of pore water pressure on the lining during operation using theoretical analysis with normalized pore water pressure curve.

      • NATM 터널의 유지관리 계측결과에 대한 검토 및 고찰

        김현우 ( Kim Hyoun Woo ),박광림 ( Park Gwang Rim ),기정서 ( Ki Jung Su ),김찬희 ( Kim Chan Hee ),이정현 ( Lee Jung Hyun ) 한국구조물진단유지관리공학회 2020 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.24 No.1

        배수형 NATM 터널은 라이닝 배면에 작용할 수 있는 수압해소를 전제로 설계·시공되고 있다. 하지만, 정밀안전진단 결과 공용중인 터널에서 다양한 원인으로 배수기능이 저하 또는 상실되어 라이닝 배면의 잔류수압으로 구조안전성에 영향을 미치는 손상 사례들이 보고되고 있는 실정이다. 관리주체에서는 이러한 문제들을 해결하고자 다양한 계측기기 및 기술들을 적용함으로써 효율적 관리를 수행하고 있다. 본 논문에서는 현재 공용중 배수형 NATM 터널의 유지관리 계측현황을 검토하고 계측결과를 분석함으로써 계측의 문제점을 소개하고 개선 및 관리방안 등을 제안하였다.

      • KCI등재

        터널 라이닝에 작용하는 합리적인 잔류수압 적용방안 검토

        정국영,김지엽,김지훈,문훈기,Jung, Kuk-Young,Kim, Ji-Yeop,Kim, Ji-Hun,Moon, Hoon-Ki 한국터널지하공간학회 2011 한국터널지하공간학회논문집 Vol.13 No.6

        지중에 건설되는 터널은 대부분 지하수위 하부에 위치하므로 지하수 처리문제는 터널의 장기운영에 있어 매우 중요하다. 배수형 터널의 경우 수리기능이 원활하면 라이닝에 수압이 작용하지 않으나 장기 운영으로 인해 배수시스템의 열화가 진행되면서 라이닝 배면에 잔류수압이 작용할 수 있다. 본 연구에서는 배수재 및 배수공 폐색 조건에 따른 터널에 작용하는 수압분포를 ICFEP프로그램을 활용하여 수치해석적으로 고찰하고 현재 적용중인 잔류수압과의 비교 분석을 통해 라이닝에 작용하는 합리적인 잔류수압 적용 방안을 검토하였다. Control of ground water is one of the most important factors for long-term operation of tunnel because most tunnels are located under the ground water level. In case of a drainage tunnel, there is no pore water pressure on the lining when the drainage system is properly working. After long-term operation, however, residual pore water pressure can be developed on the lining due to the deterioration of the drainage system. In this study, the water pressure distribution under obstruction condition of drainage material and conduit on the tunnel is numerically investigated using the ICFEP program and compared with the current value being applied to the residual water pressure for rational application plan of residual water pressure on the tunnel linings.

      • KCI등재

        천층터널 주변의 흐름거동 및 수치 해석적 모델링기법 연구

        신종호,최민구,강소라,남택수,Shin, Jong-Ho,Choi, Min-Gu,Kang, So-Ra,Nam, Taek-Soo 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.1

        터널 설계 및 시공시 지하수 영향에 대한 정확한 이해가 필요하며, 이를 위해 터널 주변의 흐름거동을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 지하수 아래 건설된 배수형 천층터널에 대한 모형실험을 실시하여 주변 지하수 흐름조건과 지반의 토피고에 따른 터널 주변의 지하수 흐름거동을 조사하였다. 실험결과 정상류/부정류의 지하수 흐름조건은 터널내 유입량이나 도달시간에는 영향을 미칠 수 있으나, 터널 주변 흐름거동에는 큰 영향을 미치지 못함을 확인할 수 있었다. 또, 토피고가 증가할수록 배수공이 위치한 터널 하부로의 유선 집중현상이 뚜렷하게 관찰되었다. 모형실험에 대한 수치해석결과, 배수형 천층터널 주변의 흐름거동을 수치해석으로도 재현 가능함을 확인하였다. 배수형 천층터널의 경우 수리경계조건이 터널주면 유출이 아닌 배수공 유출로 모사하는 것이 보다 타당함을 보였다. Design and construction of tunnels require understanding the influence of groundwater. Particularly, it is essential to know how the drainage conditions at the tunnel boundary affect flow behavior of ground adjacent to the tunnels. In this study flow behavior of a leaking tunnel was investigated using physical model tests for tunnel depths and various hydraulic boundary conditions. Particular concerns were given to flow lines toward tunnels. Test results showed that the boundary conditions hardly influence on flow patterns and time required to reach steady state conditions. It is revealed that with an increase in water depth, flow lines concentrated to the drain holes. The physical tests were numerically simulated. Numerical results showed that the flow behavior was represented appropriately by considering filter-drain hole drainage rather than boundary drainage all over the lining.

      • KCI등재

        모형실험 및 현장계측을 통한 배수형 쉴드터널의 작용수압 저감 평가

        김동민,마상준,이영섭,Kim, Dong-Min,Ma, Sang-Joon,Lee, Young-Sub 한국터널지하공간학회 2015 한국터널지하공간학회논문집 Vol.17 No.4

        본 연구에서는 배수형 쉴드터널 적용시 작용수압의 저감을 평가하기 위해 모형실험장치를 개발하여 배수 및 비배수 조건에서 작용수압 차이를 실험하였다. 모형실험 결과 배수 조건에서 간극수압 증가율이 감소하는 경향을 보였고, 비배수 조건에 비해 전응력이 더 작게 나타나 모형터널 내 지하수 유입에 의해 작용수압이 저감되는 것으로 나타났다. 현장계측 결과 쉴드터널 배면 지반 내 작용수압은 지하수위로 계산되는 수압($r_w{\cdot}H$)보다 약 11~22%정도 적게 나타났다. 모형실험 및 현장계측 결과에서 배수 및 비배수 조건의 이론적인 설계수압과 작용수압의 차이가 나타났는데, 배수형 쉴드터널 적용시 기존 설계수압보다 감소된 수압을 적용하는 것이 가능할 것으로 판단되며, 수압 감소를 통해 세그먼트 단면 축소도 가능할 것으로 판단된다. In this study, model test equipment was developed to evaluate the hydraulic pressure reduction in appling the drainage shield tunnel and the model test for hydraulic pressure difference was performed in case of drainage and undrained conditions. In the result of model test, increase ratio of pore water pressure was decreased in drainage condition and total stress in drainage condition was smaller than that in undrained condition, so the hydraulic pressure was reduced by the groundwater inflow into the model tunnel. In the result of field instrumentation, the hydraulic pressure in the back ground of shield tunnel was small by 11~22% in comparison with the calculated hydraulic pressure ($r_w{\cdot}H$) in same groundwater level. In the result of model test and field instrumentation, it was appeared in drainage and undrained conditions that the difference between the theoretical hydraulic pressure and the real hydraulic pressure. It shows that it is possible to apply the reduced hydraulic pressure in applying the drainage shield tunnel and to reduce the segment section due to hydraulic pressure reduction.

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