열차하중을 받는 보강토 옹벽의 수치해석

초록

보강토 옹벽이 철도 분야에 적용되는 경우 도로와 달리 설계에 적용되는 하중의 크기 및 특성에서 많은 차이가 나며, 특히 지속적으로 반복되는 고속, 대중량의 열차하중에 대한 검토가 필연적이다. 즉, 동 적 이동하중의 반복작용으로 인한 거동 특성에 대한 검토가 반드시 필요하다. 또한 두 종류의 서로 다른재료가 적용되는 공법이므로, 보강재와 지반사이의 슬립 현상 등과 같은 상호작용을 합리적으로 고려할 수 있는 해석 기법의 적용 역시 요구된다. 본 논문에서는 유한요소법을 이용하여 보강토옹벽을 모사하고 열차하중에 의한 동하중과 보강재와 지반사이의 상호작용을 고려한 수치해석 결과를 제시하였다. 또한 해석 결과를 통해 보강토 옹벽의 철도하중에 대한 동적 안정성을 검토하였다. 열차하중에 의해 발생하는 벽체나 뒷채움 지반에 발생한 변위나, 보강재의 축력 등에 대한 수치해석 결과 분석을 통해 일반적인 설계법을 따라 열차하중을 정적 등분포하중으로 고려하여 설계된 보강토옹벽의 경우는 열차하중에 대한 동적 안정성에는 문제가 없는 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구의 수치해석 결과를 정량적으로 활용하기 위해서는, 현장계측, 실물 재하시험 등을 통한 해석 결과의 검증이 반드시 필요하며, 향후 열차하중의 동적 특성을 표현하는 방법에 대한 좀 더 심층적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.