터널 라이닝 구조체로서 곡면 섬유강화 복합재료의 적용성 검토를 위한 수치해석적 연구 = A numerical study on feasibility of the circled fiber reinforced polymer (FRP) panel for a tunnel lining structure

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Utilization of the fiber reinforced polymer (FRP) material has been enlarged as a substitution material to the general construction materials having certain long-term problems such as corrosion, etc. However, it could be difficult to apply the FRP material, which has a linear shape generally, to an arch-shaped tunnel structure. Therefore, an attempt has been made in this study to develop a device to form a designed cross section of FRP material by pulling out with a curvature. A sample of the circled FRP product was successfully produced and then the sample has been tested to identify its physical characteristics. Then, intensive feasibility studies on the circled FRP panel to be used for a tunnel lining structure have been carried out by numerical analyses. As a result, it appears that the new circled FRP-concrete composite panel has a high capability to be used for a tunnel lining material without any structural problem.

국문 초록 (Abstract)

장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 따라서, 본 연구에서는 섬유강화 복합부재를 일정곡률로 인발성형 할 수 있는 신개념의 곡면 FRP 부재 성형장비를 개발하고 시제품을 생산하였으며, 시제품에 대한 물리적 특성 시험을 수행하였다. 이어, 곡면 FRP 시제품과 합체되어 제작된 콘크리트 복합부재에 대한 수치해석 검토 및 분석을 통하여 시제품의 터널 구조체로써의 적용성을 평가하였다. 수치해석적 적용성 검토 결과, 곡면 FRP 부재를 터널 구조물로 적용함에 있어서 터널 안정성을 충분히 확보할 수 있는 것으로 파악되었다.

참고문헌 (Reference)

1 한국건설기술연구원, "프리캐스트 복합소재 곡면패널 개발 및 수로터널 활용기술 개발, 연구보고서" 2010

2 국토해양부, "콘크리트구조설계기준"

3 한국건설기술연구원, "장수명 합리화 바닥판 개발-무강재 바닥판, 연구보고서" 2006

4 Bieniawski, Z.T, "Engineering Rock Mass Classifications"

5 Hollaway, L.C, "A review of the present and future utilisation of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties" 24 : 2419-2445, 2010