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신뢰성 기반 쉴드 터널의 한계상태설계를 위한 지진하중 효과의 변동계수에 관한 연구

A study on the coefficients of variation of seismic load effect for the limit state design of shield tunnel based on the reliability analysis

(사)한국터널지하공간학회 / (사)한국터널지하공간학회, (P)2233-8292; (E)2287-4747
2020, v.22 no.3, pp.311-321
https://doi.org/10.9711/KTAJ.2020.22.3.311
박영빈 (주식회사 우성디앤씨)
김도 (우성디앤씨)
변요셉 (한국건설기술연구원)
이규필 (한국건설기술연구원)
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초록

본 연구에서는 쉴드 터널 세그먼트 라이닝의 한계상태설계 시 세그먼트 라이닝에 작용하는 지진하중에 대한 변동계수를 산정하였다. 지반 정수의 통계적 특성치는 국내 지반의 확률특성치를 분석하여 단위중량에 대한 통계적 특성치를 산정하였으며, 전단탄성파 속도를 산정하기 위해 N값과 확률 특성치를 이용하였다. 지진하중 효과에 대한 변동계수를 산정하기 위하여 MCS기법을 적용하였으며, 지진하중 효과 산정에는 closed-form식을 적용하였다. 변동계수 산정결과, 풍화토 지반에서 지진하중 효과의 변동계수는 0.06~0.15의 범위로 분석되었고, 변동계수는 지진을 고려한 쉴드 터널의 한계상태설계 시 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

keywords
Shield tunnel, Segment lining, Limit state design, Seismic load effect, Coefficient of variation, 쉴드 터널, 세그먼트 라이닝, 한계상태설계법, 지진하중, 변동계수

Abstract

In this study, coefficient of variation for the seismic load effect on the segment lining was calculated. The statistical characteristics of the soil property were analyzed for the probability characteristics of domestic soil. In order to calculate the coefficient of variation for the seismic load effect, the MCS technique was applied, and the closed-form equation was applied to calculate the seismic load effect. As a result of calculating the coefficient of variation, the coefficient of variation of the seismic load effect on the weathered soil was analyzed in the range of 0.06~0.15, and the coefficientof variation was judged to be used as basic data for designing the limit state of the shield tunnel on seismic condition.

keywords
Shield tunnel, Segment lining, Limit state design, Seismic load effect, Coefficient of variation, 쉴드 터널, 세그먼트 라이닝, 한계상태설계법, 지진하중, 변동계수

(사)한국터널지하공간학회