R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919SCIP-B108153-05 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 지반함몰 발생 및 피해 저감을 위한 지반 안정성 평가 및 굴착·보강 기술 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2015-12-28 ~ 2020-01-31 | |||||
| 연구책임자 | 백용 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
6명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
34명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,459,000,000 원 기업 : 495,207,000 원 계 : 1,954,207,000 원 |
총연구비 | 정부 : 13,342,000,000 원 기업 : 4,616,943,000 원 계 : 17,958,943,000 원 |
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| 연구기관명 | 한국건설기술연구원 | |||||
| 등록 발간번호 | 11-B552989-000243-01 | |||||
| ISBN | 979-11-87770-79-4 | |||||
| 주요 내용 |
○ 국가적으로 도심지 지하 시설물에 대한 예방중심의 선제적 재난？재해 관리 및 신속 복구 시스템 구축을 추진 중에 있으며, 특히, 국토교통부 [건설재해 선제대응 기술개발]를 통한 재해 발생률 15% 저감의 목표로 “재난？재해 대비 시설물 유지관리 및 건설안전 기술”분야 수행을 위한 상세 기술 개발이 요구되고 있는 상황임. ○ 최근 지반 함몰 및 안전성에 관련하여 국가적인 이슈로 대두가 되고 있으나 지반 내부적인 변화 요소(지하수위 변화, 지하매설물 파손 등)부터 외부적인 변화요소(차량하중, 지진, 지반굴착 등)에 의한 지반거동 해석 및 지반함몰 평가기술이 정립되어 있지 않았음. ○ 지반굴착 공사에 의한 주변지반 또는 인접 구조물의 피해는 단기적으로 급격한 지하수의 변화에 의한 영향이 매우 높고, 공사가 완료된 이후에도 지하수위의 회복으로 인한 장기적인 지반거동에 의한 피해 발생이 있을 수 있으므로 지반변형에 대한 예측이 필요함. ○ 도심지 지반함몰 위험성 예측 및 평가와 관련된 요소 기술의 개발 뿐만 아니라 해당 기술이 적절히 활용되고 국민의 안정이 확보되기 위해서는 관련 기준의 법제화가 반드시 동시에 수반되어야 함. 따라서 정책기반의 기술의 적용, 이행 및 관리 방안 설정에 대한 연구가 필요한 실정임. [최종목표] ○ 도심지 지반굴착으로 인한 인접 지반 및 지하수위에 미치는 특성을 규명하 고, 지반함몰에 대한 위험도 평가를 위한 설계 및 시공기준 개발 -도심지 지반특성을 고려한 지반굴착 영향 지반함몰 발생 메커니즘 규명 및 설계인자 간 상관성 분석 -지반굴착 중 지하수위 변화에 따른 지반변형 예측 기술 개발 -굴착공사 주변 지질 및 대수층 분포 특성에 따른 지반함몰 위험성 평가 기술 개발 -도심지 지반함몰 재해 예방을 위한 정책 및 제도화 방안 연구 [연구내용 및 범위] -굴착, 공사유형별 지반거동 원인분석, 유효인자 도출 -기존 지반굴착 모델링/해석법 분석, 설계인자 파악 -지반침하 관련 연구사례 조사, 국외 제반기술 수집 -지반굴착에 의한 지하수 drain현상 해석기법 개발 -굴착공사 피해현황 파악 및 DB 구축 -굴착기술 수요과제 조사 및 검토 -축소모형 및 원심모형실험 모델링 기반 구축 -포화/불포화 지반 3D 지하수 유동해석기법 개발 -지하수-지반변형 상호작용 수치해석 알고리즘 개발 -국내 지질특성별 데이터 확보, 지반함몰 영향인자 검토 -굴착공사로 인한 인접시설물 피해 사례 조사 및 고려 요소 도출 -지반굴착 공법 및 시공사례 분석 -도심지 지반함몰 예방정책 사례 검토 및 시사점 분석 -수치해석을 통한 지반거동 유효인자 영향도 시뮬레이션 -지반거동 유효인자 영향에 의한 지반거동 위험도 분석 -토양형에 따른 하수비 동적거동 해석모듈 개발 -모델 입력자료 분석을 위한 현장자료 전처리 -지반굴착 위험요소 분류, 위험요소 상관성 분석 -축소모형 및 원심모형실험을 통한 지반함몰 메커니즘 분석(지하수 흐름) -불포화 매체 침투거동 해석 모듈 개발 -입력인자별 개념모델 민감도 분석 -지반함몰 유형에 따른 위험성 영향인자 요소 선정 -인접시설물 주요 피해 분야 검토를 통한 중점 안전관리 항목 도출 -사례 분석 결과를 통한 지질특성별 고려 기준 분석 -도심지 지반함몰 예방정책 개선 및 이행계획 수립 -지반거동 유효인자를 고려한 보강공법 선전 전문가 툴 도출 -지반굴착 모델링/해석법 개선안 제시 -지반굴착에 따른 지하수 유출과 지반변형 연계 해석 알고리즘 개발 -퍼지기법을 활용한 위험도 화률산정 -인자별 지반함몰 위험도 등급화 -축소모형 및 원심모형실험을 통한 지반함몰 메커니즘 분석(지반 굴착) -장단기 지하수 변동 및 지반거동 고려 3차원 커플링 복합 모델 개발 -3차원 지하수-지반침하 상호작용 수치해석 P/G 개발 -지반함몰 위험산정 시트(GSR) 개발 -굴착공사 현장 관리용 현장실무 매뉴얼 도출 -지질특성별 굴착 설계법 및 시공법 기준 도출 -유효인자별(굴착 및 공사유형, 심도, 지질구조, 보강공법) 지반거동 분석 툴 개발 -심도별 유효인자 고려 지반거동 영향범위 분석 툴 개발 -지하공간정보 분석을 통한 지반함몰 위험도 평가방안 도출 -굴착공사 시공단계별 위험요소 관리방안 도출 -굴착공사별 위험지역 지반안정화 확보 방안 제시(개착/비개착) -지반함몰에 관한 다양한 환경특서 모사 기법 정립 -지반함몰 메커니즘에 따른 지반함몰 위험성 평가방법 정립 -지질특성을 고려한 지하수 변동 평가기술 개발 -T/B의 지질특성, 대수층 변화에 따른 지반변형 평가기술 개발 -토류구조물 3차원 정밀 프로그램 개발 -현장 적용성 평가 결과를 통한 GSR 보완 -굴착공사 현장 인접시설물 안전관리용 안전점검 매뉴얼 개발 -굴착 안정확보를 위한 설계 및 시공 가이드라인 도출 |
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| 색인어 | 한글 | 지반함몰 | 도심 | 굴착 | 지반거동 | 위험성 평가 |
| 영문 | Ground Subsidence(Sinkhole) | Urban Area | Excavation | Ground Behavior | Risk Evaluation | |
| 최종보고서 | 01_연구단 총괄 최종보고서_(직인포함)_배포용.pdf 04_지반안전연구단 성과보고서.pdf | |||||