1. 서 론
2. 강관 응력 검토를 위한 유한요소 해석
2.1 지반 조건
Table 1
Table 2
2.2 상부하중으로 인한 강관의 응력 검토
3. 강관 관입저항력 산정
3.1 강관에 작용하는 이론적 압력 계산
Table 6
3.2 강관에 작용하는 저항력 산정
Table 7
p1(kN) | Be(m) | Reclamation layer (sand, gravel) | Division | ||
---|---|---|---|---|---|
N | Internal friction angle | μ | |||
3,442 | 1.69 | 50 | 39 | 0.36 | Soft rock/ Hard rock |
4. 강관 모형제작 및 특성 분석
4.1 강관모형 제작
Table 11
4.2 강관모형의 구조적 특성 분석실험
Table 12
Division | Specimens name | Tensile strength (kN/m2) | Displacement (mm) |
---|---|---|---|
Tensile strength | T-#1 | 354,420 | 0.66 |
T-#2 | 352,080 | 0.70 | |
T-#3 | 345,850 | 0.68 |
Table 13
Specimens name | Maximum load (kN) | Displacement (mm) | Compressive strength (kN/m2) |
---|---|---|---|
C-#1 | 1,540 | 6.82 | 243,499 |
C-#2 | 1,623 | 5.18 | 256,738 |
5. 강관 추진실험
5.1 강관 추진실험 개요
5.2. 강관 추진실험 결과
6. 결 론
터널 굴착을 위해 지중에 관입되는 강관이 상재하중으로 인하여 받는 저항력의 분포를 확인하기 위하여 지반 유한요소 해석프로그램을 이용한 수치해석을 진행한 결과 지중에 관입되는 강관은 상재하중의 영향으로 인한 전단력을 전 구간에 걸쳐 균등하게 받는 것을 보여주었다.
터널 굴착을 위해 지중에 관입되는 강관에 작용하는 저항력을 이론식을 이용하여 계산한 결과, 강관이 지중에 관입될 때 마찰저항력이 가장 큰 저항력으로 작용되는 것으로 나타났고, 총 저항력의 약 75% 이상이 마찰저항력으로 추정되었다.
터널 굴착 시 강관에 작용하는 주된 저항력인 마찰 저항력을 추정하기위하여 상사비를 적용하여 1/4로 축소한 모형강관을 제작하였으며. 제작한 모형 강관을 대상으로 추진모사 실험을 진행하였다. 추진모사 실험은 실제 마찰 저항력 추정을 위하여 상재하중을 변경하여 진행하였으며, 추진 실험을 통하여 상재하중에 따른 모형 강관 마찰저항력 추세선을 획득하였다. 획득한 마찰저항력 추세선은 상재하중의 증가에 따라 선형으로 증가하여 적정성을 나타내었다.
지중에 관입되는 강관이 받는 마찰 저항력의 추정을 위하여 추진 실험으로 획득한 마찰 저항력 추세선으로부터 실제 강관의 마찰 저항력을 추정하였다. 추정한 마찰 저항력을 이론식을 이용하여 계산한 마찰 저항력과 비교한 결과, 이론식을 이용하여 계산한 마찰 저항력은 141 kN, 실험결과로부터 추정된 실제 강관의 마찰저항력은 146.8 kN으로 4% 이하의 오차율을 보이며 모형 강관 추진 실험으로 실제 강관의 마찰저항력을 매우 근접하게 추정할 수 있었다.