반복삼축압축시험을 이용한 흙노반 재료의 영구변형 발생 특성 분석 및 예측모델 개발

초록

최근 콘크리트 궤도에서의 침하가 심각한 문제로 대두되고 있다. 여러 가지 원인이 있을 수 있겠으나 이중궤도기초에서의 침하는 궤도의 틀림을 발생시키는 1차적 원인으로 지목되고 있다. 노반침하, 슬래브와 침목의 균열 및궤도의 틀림 등 철도궤도에서 발생하는 이러한 손상현상은 여러 원인에 의한 것일 수 있으나 이중 열차의 반복적인재하에 의한 흙노반의 점진적인 침하 즉, 영구변형을 주요 원인으로 생각해 볼 수 있다. 따라서 흙노반 재료가 반복적인 차량하중 재하에 의해 받게 되는 변형특성의 정밀한 모사가 필요하며 응력 크기 및 변형률 수준에 따른 흙 노반의정확한 거동해석이 이루어져야 한다. 본 연구에서는 흙노반 재료를 사용하여 반복삼축압축시험을 실시하고 시험결과로부터 영구변형에 영향을 미치는 주요 인자로 구속압(σ3), 반복재하회수(N), 탄성계수(E), 전단응력비(τ/τf) 등을 반영한 영구변형 예측모델을 제시하였다. 이를 통해 궤도 하부 흙노반층에서 발생할 수 있는 영구변형량을 보다 정확히 예측할 수 있으며 궤도틀림 추정에도 활용할 수 있을 것이다.

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