| 기술명 |
지중아치구조물의 최적화 시스템 구축을 위한 Embedded Trench Installiation 적용기술개발 |
| 기술개요 |
ETI(Embedded Trench Installation)는 구조물 전체를 둘러싸는 고압축성 경량물질 (EPS Geofoam)을 이용하여 지중 깊이 매설된 지중구조물에 작용하는 큰 토압을 최대 80%까지 경감 가능한 새로운 형태의 기술이다. |
| 기존 기술의 문제점 |
- 기존 개착식 지중아치 구조물의 경우 최대 폭원 및 매설심도에 한계 발생
- 현재 개착식 지중 아치구조물 공법은 지반-구조물 상호작용의 영향을 고려하지않음.
- 설계 및 시공이 보다 복잡하며 이는 공기 증가 및 공사비용 증가로 이어짐.
- 연약지반에 사용된 기존 대체 경량재 성토공법은 단순 하중절감을 위해 인근 채움재를 치환하는 것으로 보다 근본적인 토압 경감 해결책이 되지않음. |
| 기술의 우수성 및 효과 |
- ○ 차별성
-
차별성
| 기능/성능 |
고압축성 경량물질을 이용한 지중아치구조물의 보완 및 수평토압 경감 기술 |
| 장/단점 |
- 장폭 및 대심도 구조물의 단순 설계
- 지중구조물 작용하중 최대 80% 저감
- 극한환경 하에서 구조물 손상 최소화
- 소음, 진동 등의 사용성 증진 |
경제성
(공사비, 유지관리비, 공사기간 등) |
- 재료특성으로 인한 공기단축
- 시공의 단순화로 굴착 범위 감소
- 현장조건에 따른 자재수급 용이
- 유지관리비용 감소 |
- ○ 우수성
-
우수성
- 고압축성 경량물질을 활용하여 구조물 상부 토양의 상대침하 유도
- 상부토압을 인근으로 분산시키는 지반-특수재료-구조물 상호작용의 원리 이용
- 비교적 적은 양의 고압축성 경량물질로 지중구조물을 감싸서 구조물에 걸리는 토압을 최대 80%까지 경감
- 지하대공간 건설 비용절감과 안정성 증대 |
- ○ 경제적 효과
-
경제적효과
- 재료특성으로 인한 공기단축
- 시공의 단순화로 굴착 범위 감소
- 현장조건에 따른 자재수급 용이
- 유지관리비용 감소 |
-
설계단가, 공사비, 유지관리비, 공사기간, 간접효과의 내용이 있습니다.
| 설계단가 |
10,000,000원 |
| 공사비 |
50,000,000원 |
| 유지관리비 |
10,000,000원 |
| 공사기간 |
10일 |
| 간접효과 |
- 지하대공간 건설 비용절감과 안정성 증대 |
|
| 기술내용 |
(1) 비선형토질모델과 기하 및 재료비선형을 고려한 아치구조물의 해석모델 개발
○ 기초 국내외 현장적용 사례 및 논문분석
○ 지반-구조물 상호작용 거동 특성 분석
○ 비선형토질모델 해석사례 분석 및 주요변수 파악
○ 비선형토질모델과 기하 및 재료비선형을 고려한 장폭아치구조물의 해석 기법 개발
(2) 새로운 ETI기법 적용 장폭아치구조물의 3D 해석모델 개발
○ ETI 적용 장폭아치구조물 해석모델 개발을 위한 주요변수 연구
○ ETI 적용 장폭아치구조물의 3D 해석모델 개발
○ 2D해석모델과 3D해석모델 상호비교를 통한 최적 해석기법 검증
○ 실증실험을 위한 예비 실험체 3D해석 실시
(3) ETI를 적용한 지중 아치 구조물의 해석모델 검증을 위한 실증실험
○ 실증실험을 위한 사전조사 및 예비실험 실시
○ ETI 실증실험을 위한 실험체 설계 및 제작
-ETI, ITI, OS 구간별 실험체 적용 방법 도출
○ ETI 실증실험 실시 및 데이터 도출
○ ETI 실증실험 데이터 분석을 통한 해석모델 검증
○ ETI 실증실험 장기계측을 통한 구조물 거동특석 분석 및 유지관리
(4)검증모델을 이용한 최적의 소프트죤(Soft Material Zone) 제안 및 설계가이드라인 개발
○ ETI 실증실험 결과를 이용한 ETI 3D해석모델의 검증
○ ETI 실용화를 위한 ETI 적용 방법 및 내용 도출
○ 검증된 ETI 해석모델을 이용한 최적화된 설계가이드라인 마련
- 조건에 따른 개발기술 적용범위 및 방법 제시 |
| 기술활용 실적 및 전망 |
- ○ 기술활용 실적
-
기술활용 실적
○ 본 연구를 통해 지중구조물 전체를 둘러싸는 고압축성 물질(Geofoam)을 이용하여 지중구조물에 작용하는 큰 토압을 최대 80%까지 경감 가능한 기술을 개발하여 이에 대한 검증을 수행하였음.
- ETI(Embedded Trench Installation) 기술의 실용화를 목적으로, 지중아치구조물을 이용하여 ETI 기법에 대한 실증실험을 거쳐 EPS Geofoam 재료 최적화와 설계 가이드라인을 제시함.
|
- ○ 향후 활용전망
-
향후 활용전망
○ 구조물의 지중 매설 시 특수설계 없는 최적화 시공 및 안정성 증대 가능
○ EPS Geofoam의 우수한 에너지 흡수능력으로 지중구조물의 성능 향상
○ 극한환경 하에서 단열효과를 갖는 재료특성을 활용한 구조물의 손상 최소화
○ Soft Material Zone 설치를 통한 소음, 진동 등의 사용성 증진
○ 2026년: 서울특별시 3.3㎢(100만평) 지하공간 개발계획 |
|
| 수요처 및 권리현황 |
- ○ 기술적용 현장 및 대상
- ○ 희망 수요처 및 현장
- ○ 권리·인증현황
|
| 추가기술정보 |
- ○ R&D수행이력
-
R&D수행이력
| 사업명 |
국토교통기술촉진연구사업 |
| 과제명 |
장폭아치구조물의 해석기법 개발 및 ETI의 타당성 검증을 위한 실증실험 |
| 연구기간 |
2018-01-01 ~ 2018-12-31 |
| 연구비 |
250,000,000원 |
- ○ 기술분류
|
이 누리집은 대한민국 공식 전자정부 누리집입니다.
