2차년도 |
■ 본 연구과제의 2차년도 개발 목표는 새로운 ETI의 장폭아치구조물 적용 타당성 검증을 위한 실증실험 및 ETI 설계 가이드라인 개발① ETI를 적용한 지중 장폭아치구조물의 해석모델 검증을 위한 실증실험분석② 검증모델을 이용한 최적의 소프트죤 (Soft Material Zone)제안 및 설계가이드라인 개발
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■ 비선형토질모델과 기하 및 재료비선형을 고려한 장폭 아치구조물의 해석모델 개발① 장폭아치구조물 해석모델개발을 위한 비선형토질 모델 및 주요변수 파악 - 흙을 상재하중으로 만 고려하는 아치구조물의 해석모델 적용 사례조사 및 거동분석 - 흙과 아치구조물의 상호거동을 고려한 범용해석프로그램 조사 분석 - 비선형토질 모델 적용을 위한 해석기법 조사 및 분석 - 비선형토질 모델을 활용한 지중아치구조물 해석 주요변수 파악② 비선형토질모델과 기하 및 재료비선형을 고려한 장폭 아치구조물의 해석모델 개발 - 선형토질모델과 선형아치구조물 해석 사례조사 및 거동분석 - 선형토질모델과 비선형아치구조물 해석연구 및 결과분석 - 비선형토질모델과 기하 및 재료비선형을 고려한 해석연구 - Soil-Structural Interaction Analysis를 통한 지중구조물 강성, 연성거동 분석연구③ 실증실험을 위한 사전조사 및 예비 실험 실시 - 낮은 깊이에 매설되는 지중관거의 거동특성 조사 및 분석 - 저심도 지중관거의 거동특성 실험 실시 - 2차년도 현장실험을 위한 사전조사 및 적용방법 분석 ■ 새로운 ETI적용 장폭아치구조물의 3D 해석모델 개발 ① ETI적용 장폭아치구조물 해석모델 개발을 위한 주요변수 연구 - 대심도 및 저심도 지중구조물에 ITI (Imperfect Trench Installation)적용을 통한 지중아치구조물 하중경감 효과 분석 - 대심도 및 저심도 지중구조물에 새로운 ETI (Embedded Trench Installation)적용을 통한 지중아치구조물 거동특성 분석 - ETI적용 지중 장폭아지구조물 해석을 위한 모델링 확립 및 주요변수 연구② ETI적용 장폭아치구조물의 3D 해석모델 개발 - ETI적용 장폭아치구조물 2D, 3D 해석모델 개발 - 범용해석프로그램을 활용한 해석기법과 3D해석결과 상호비교 분석연구 - 최적화된 지중아치구조물 모델 및 해석기법 정립 - 2차년도 실증실험을 위한 예비 3D해석 실시
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연구성과 |
기술적 기대성과 |
- 본 연구의 우수성은 구조물 전체에 걸리는 하중을 대폭 감소시킬 수 있는 획기적인 방법으로서 이는 지중에 매설된 관거와 구조물의 경량화 및 안정성 증대에 크게 기여- 지중구조물의 지반-구조물 상호작용에 있어서 연성거동, 강성거동에 대한 이론적 정립을 강화하고 강성구조물의 연성 거동을 유도하여 고차원 구조물 거동 연구의 기초 연구로 활용- EPS Geofoam을 우수한 에너지 흡수능력으로 지중구조물에 발생되는 지진에 대한 내진 성능 향상- 지중구조물의 전 폭에 Sofe Material Zone 설치를 위한 가이드라인 제시로 한반도 지반 및 지진특성에 부합하는 지중구조물 설계 및 시공 가능- 심층매설 지중구조물의 환경변화에 대한 대응력을 효율적으로 증대시켜 중장기적 유지관리 대응 전략 수립 가능
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사회 경제적 파급효과 |
- 본 개발기술을 이용하여 지중구조물 최적화를 실현하여 효율적인 지하 대공간의 시공 및 유지관리 비용을 절감 효과 기대 - 국가적 차원의 지하구조물 최적화 예산 분배 의사결정을 지원함으로써 적정비용 산출 기여- 건설분야와 최신 이론 및 IT 계측분야의 융복합 기술력을 바탕으로 지중구조물 성능평가 기술의 질적 성과 효과를 기대- 지중구조물 효율성 극대화를 통해 지속가능한 국가 이미지를 제고하기 위한 기술력 바탕으로 대외적 홍보 가능 - 설계 및 시공단계에서 최적화를 통하여 과다한 비용을 방지하고 경제적인 지중 시설물 설계 및 관리에 대한 미래지향적 건설경제 기틀마련 가능- 기존 지중구조물의 성능평가의 어려움 및 중요도를 고려하여 설계 및 시공기술의 개발로 사회적 비용 감소
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활용방안 |
- ETI 적용으로 장폭아치구조물의 심층 매설시 특수설계 없는 경량화, 최적화 시공 및 안정성증대가 가능하며 향후 지하대공간의 시장수요가 증대될 것으로 예상되기에 활용의 폭이 크다. - EPS Geofoam의 우수한 에너지 흡수능력으로 지중구조물의 내진성능 향상에 크게 기여할 것이다. 최근 한반도에 잦은 지진에 노출됨에 따라 지중구조물의 내진설계에 대한 획기적인 아이디어와 가이드라인을 제공하는 데 이 연구는 크게 활용될 수 있다. - EPS Geofoam으로 극한환경하에서 단열효화로 동결융해 시에 구조물의 손상을 최소화 할 수 있다. 또한 지중구조물과 상재토와의 Soft Material Zone 설치를 통하여 소음, 진동 등의 사용성 증진- 지중 시설물 설계, 시공, 성능평가 및 유지관리 등의 종합적인 중장기 계획에 있어서 지중 시설물의 경제적인 안전성을 확보하는 원천기술로 기대가 되며 본 기술을 통하여 국내 내수 시장의 활성화 및 국제 경쟁력 강화- 지중 시설물의 경제적 건설과 유지관리를 통하여 확보된 비용 절감은 지중 상부의 조경, 생태공원 조성의 예산으로 확대되어 주변지역의 삶의 질 향상에 기여
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