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ISSN : 2233-8292

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Vol.13 No.2
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터널 라이닝 구조체로서 활용을 위한 곡면 FRP-콘크리트 복합부재의 역학적 거동특성 분석 연구

Study on mechanical behavioral characteristics of the curved FRP-concrete composite member for utilization as a tunnel lining structure

(사)한국터널지하공간학회 / (사)한국터널지하공간학회, (P)2233-8292; (E)2287-4747
2011, v.13 no.2, pp.149-158
이규필 (한국건설기술연구원)
신휴성 (한국건설기술연구원)
김승한 ((주)이소)
이규필, 신휴성, & 김승한. (2011). 터널 라이닝 구조체로서 활용을 위한 곡면 FRP-콘크리트 복합부재의 역학적 거동특성 분석 연구. (사)한국터널지하공간학회, 13(2), 149-158.
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초록

최근 장기 부식 등 일반적인 건설재료의 문제점을 보완할 수 있는 대체 재료로서, 섬유강화 복합재료의 활용이 증대되고 있다. 하지만 일반적으로 선형의 섬유강화 복합재료를 아치형인 터널구조물의 부재로서 활용하는 데는 많은 문제점이 대두된다. 본 연구에서는 FRP 복합부재의 거동특성 파악을 위한 수치해석적 사전검토 연구를 토대로, 터널 지보구조물로서 활용성 분석을 위한 FRP와 콘크리트 합성부재에 대한 하중재하 실험을 수행하였다. 또한 역학적 거동분석을 위하여 동일 조건에 대한 수치해석을 수행하였다. 하중재하 실험 및 수치해석결과, FRP와 콘크리트 합성부재는 두 부재 계면의 휨 인장에 의한 전단거동에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

keywords
Glass fiber, fiber reinforced polymer (FRP), circled panel, composit member, lining, coarse sand coating, Glass fiber, fiber reinforced polymer (FRP), circled panel, composit member, lining, coarse sand coating, 유리섬유, 섬유강화 복합재료, 곡면부재, 합성부재, 라이닝, 규사코팅

Abstract

Utilization of the fiber reinforced polymer (FRP) material has been increased as alternative in a bid to supplement the problems with general construction materials such as long-term problems corrosion, etc. However, there are still many problems in using a linear-shaped FRP material for a tunnel lining structure which has arch-shape in general. In this study, the loading tests for the FRP-concrete composite member was carried out to evaluate their applicability as a tunnel reinforcement material, which are based on the results from preliminary numerical studies for identifying the behavioral characteristics of FRP-concrete composite member. Moreover, numerical analysis under the same condition as applied in the loading tests was again conducted for analysis of mechanical behavior of the composite member. As a result of the load test and numerical analysis, it appears that the FRP-concrete composite member is greatly subject to shear movement caused by bending tension acting on the interface between two constituent members.

keywords
Glass fiber, fiber reinforced polymer (FRP), circled panel, composit member, lining, coarse sand coating, Glass fiber, fiber reinforced polymer (FRP), circled panel, composit member, lining, coarse sand coating, 유리섬유, 섬유강화 복합재료, 곡면부재, 합성부재, 라이닝, 규사코팅

참고문헌

1.

1. 이규필, 신휴성 (2010), “터널 라이닝 구조체로서 곡면 섬유강화 복합재료의 적용성 검토를 위한 수치해석적 연구”, 한국터널공학회논문집(터널기술), Vol. 12, No. 6, pp. 451～461.

2.

2. 이규필, 이성원, 신휴성, 황재홍 (2008), “리브 보강 프리캐스트 터널 Liner의 역학적 거동 특성”, 한국터널공학회논문집(터널기술), Vol. 10, No. 3, pp. 1～8.

3.

3. 백동열, 조정래, 김성태, 박성용 (2006), “규사코팅된 콘크리트-GFRP 부착이음의 이면전단실험”, 2006 대한토목학회 정기학술발표회, pp. 142～145.

4.

4. 한국건설기술연구원 (2010), “프리캐스트 복합소재 곡면패널 개발 및 수로터널 활용기술 개발”, 한국건설교통기술평가원 건설기술혁신사업 1차년도 연차보고서, pp. 116～119.

5.

5. 한국건설기술연구원 (2006), “장수명 합리화 바닥판 개발-무강재 바닥판”, 건기연 2006-067 한국건설기술연구원 기본사업 최종보고서, 부록 A pp. 17～18.

6.

6. Hollaway L.C. (2010), “A review of the present and future utilization of FRP composites in the civil infrastructure with reference to their important in-service properties”, Construction and Building Materials, Vol. 24, pp 2419～2445.

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