수치해석을 통한 강원지역 도로터널 라이닝 배면지반의 동결깊이 분석 = Numerical Analysis of Frost Depth behind the Lining of Road Tunnel in Gangwon Province

국문 초록 (Abstract)

강원지역은 한국의 북동부에 위치하고 있으며 산지가 90%에 달해 한국에서 가장 추운 지역이다. 그에 따라 겨울철 터널피해가 지속적으로 발생하고 있으나 아직 터널 라이닝 배면에서 발생하는 동상에 대한 연구는 매우 부족하다. 본 연구에서는 강원지역의 도로터널에서 발생하는 동상깊이 분석을 위한 수치적 연구를 수행하였다. 강원지역 도로터널 현황과 기후자료를 분석하고 이를 토대로 터널 표준 형상과 지반 특성을 가정하였으며, 기온 변화와 지반특성 변화에 따른 터널 배면지반의 최대 동상깊이를 산정하였다. 해석결과 모래보다 변성암 및 퇴적암의 동결민감성이 더 크며, 라이닝 배면의 초기 지중온도가 낮을수록 동상깊이가 깊어져 동결에 대한 피해도 커지는 것으로 나타났다. 또한 라이닝 두께 및 지반의 비열, 열전도율과 같은 특성도 동결깊이 변화에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gangwon Province, located in the northeastern part of South Korea, is the coldest area in South Korea with 90% of the total area as mountainous. Therefore, tunnel damage has been reported continuously in winter. But there has been lack of researches on frost heave occurring behind tunnel lining. In this study, numerical analysis was conducted to investigate the frost depth in road tunnel constructed in Gangwon province. Based on the database on road tunnel and weather in Gangwon province, a standard tunnel shape and geotechnical properties of ground was determined. And then thermal analysis for the frost depth according to the temperature change and ground conditions were conducted. Analysis result showed that the sensitivity to frost heave of metamorphic rock and sedimentary rock is higher than sand. Lower initial ground temperature leads to deeper frost depth and consequently increases frost damage. In addition, lining thickness, specific heat capacity, and thermal conductivity also affect greatly on the variation of frost depth.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 2. 강원지역 도로터널 현황 및 기후특성
• 3. 수치해석 조건
• 4. 열 해석을 통한 동결깊이 분석 결과
• 5. 결론
• References

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