표제지
목차
ABSTRACT 10
1. 연구개요 11
1.1. 연구배경 및 목적 11
1.2. 연구내용 및 범위 12
2. 터널의 융기거동 13
2.1. 터널의 융기거동 발생 메커니즘 13
2.2. 터널 융기 및 보강 사례 분석 18
2.2.1. 터널 융기 보강 방법 18
2.2.2. 터널 융기 및 보강 국내사례 23
2.2.3. 터널 융기 및 보강 해외사례 26
2.3. 연구방향 검토 30
3. 배수겸용 마이크로파일을 이용한 융기제어 방안 31
3.1. 개요 31
3.2. 배수겸용 마이크로파일의 구조 및 기능 31
3.3. 마이크로파일의 거동 32
3.3.1. 마이크로파일의 역학적 거동 32
3.3.2. 마이크로파일의 수리적 거동 41
4. 배수겸용 마이크로파일 최적 적용조건 파악을 위한 모형시험 46
4.1. 모형시험 개요 46
4.2. 시험장치, 실험방법 및 케이스 46
4.2.1. 시험장치 46
4.2.2. 시험방법 및 케이스 49
4.3. 실험결과 분석 51
4.3.1. 배수겸용 마이크로파일의 개수 영향 51
4.3.2. 배수겸용 마이크로파일 유공관의 길이 영향 52
5. 수치해석에 의한 배수겸용 마이크로파일 영향 분석 54
5.1. 수치해석 이론 54
5.1.1. 비선형 거동의 고려: Newton-raphson method 54
5.2. 수치해석 모델링 및 수리경계조건 58
5.2.1. 주변 지반 모델링 및 수리경계조건 58
5.2.2. 배수겸용 마이크로파일의 모델링 및 수리경계조건 60
5.3. 배수겸용 마이크로파일의 수리거동 평가 62
5.3.1. 배수겸용 마이크로파일의 영향인자 62
5.3.2. 배수겸용 마이크로파일 수치해석 케이스 63
5.4. 수치해석 결과 및 분석 63
5.4.1. 배수겸용 마이크로파일 개수에 따른 영향 분석 63
5.4.2. 유공관 길이에 따른 영향 분석 65
6. 결론 및 제언 68
참고문헌 69
국문초록 71
〈표 2-1〉 인버트 설치 단면의 노반융기 메커니즘 및 구조물 손상의 형태 14
〈표 2-2〉 노반융기 보강대책 검토 (계속) 21
〈표 2-3〉 심곡터널 종단선형 변형 대책 수립을 위한 보수·보강 패턴 (계속) 24
〈표 4-1〉 주문진 표준사의 물성치 48
〈표 4-2〉 시험 케이스 50
〈표 5-1〉 해석 물성치 60
〈표 5-2〉 수치해석 Case 63
〈그림 1-1〉 노반융기 메커니즘 11
〈그림 1-2〉 인버트 부의 수압으로 인한 누수 12
〈그림 2-1〉 압착거동 메커니즘 17
〈그림 2-2〉 용출 및 보조도상 파손 전경 18
〈그림 2-3〉 용출 및 융기 추정 메커니즘 23
〈그림 2-4〉 Chienberg 언더피닝 설계도 및 현장사진 27
〈그림 2-5〉 Burnley 터널 앵커 설치 및 현장사진 28
〈그림 2-6〉 이치노세 터널 록볼트 타설 단면도 29
〈그림 2-7〉 이치노세 터널 록볼트 타설 평면도 29
〈그림 3-1〉 배수겸용 마이크로파일의 개념도 및 구조 31
〈그림 3-2〉 접촉응력과 전단응력의 관계 34
〈그림 3-3〉 공동 확장 문제와 요소 응력 상태 36
〈그림 3-4〉 암반에 의한 내압을 받고 있는 강관 모사 39
〈그림 3-5〉 내압과 외압을 받는 강관의 미소요소 39
〈그림 3-6〉 미소요소 체적 42
〈그림 3-7〉 배수겸용 마이크로파일의 유입량 모사 44
〈그림 4-1〉 배수겸용 마이크로파일 융기 모형시험 장치 47
〈그림 4-2〉 배수겸용 마이크로파일 중심부 모식도 48
〈그림 4-3〉 배수겸용 마이크로파일 모형 49
〈그림 4-4〉 시험 케이스 50
〈그림 4-5〉 배수겸용 마이크로파일의 개수별 유입량 51
〈그림 4-6〉 배수겸용 마이크로파일의 개수별 간극수압 52
〈그림 4-7〉 유공관 길이 변화에 대한 비교 53
〈그림 5-1〉 Newton-Raphson 반복 해법 과정 (Iteration 1) 56
〈그림 5-2〉 Newton-Raphson 반복 해법 과정 (Iteration 2) 57
〈그림 5-3〉 해석 지반모델 59
〈그림 5-4〉 임베디드 요소 60
〈그림 5-5〉 배수겸용 마이크로파일의 모델링 62
〈그림 5-6〉 마이크로파일 개수에 따른 유입량 변화 64
〈그림 5-7〉 마이크로파일 개수에 따른 간극수압 변화 65
〈그림 5-8〉 유공관 길이에 따른 유입량 변화 66
〈그림 5-9〉 유공관 길이에 따른 간극수압 변화 66
〈그림 5-10〉 유공관 길이 비에 따른 간극수압 변화 비교 67
〈그림 5-11〉 유공관 길이 비에 따른 유입량 변화 비교 67