수치해석을 통한 도시철도 하부지반 공동의 변위발생 민감도 분석

초록

최근 상하수도관 등 도시내 매설된 지중구조물의 노후화에 따른 누수, 변형 및 지하수위 변화 등에 의하여 공동발생이 급증하고 있다. 이와 같은 공동발생은 지반 침하 및 함몰 등을 유발하여 인명 및 경제적 피해를 야기시킨다. 특히, 도시철도 근접부에 발생하는 공동은 궤도의 침하와 틀림을 발생시켜 궤도 안정성에 심각한 문제가 될 수 있다. 본 연구에서는 지하 도시철도 궤도하부의 공동발생 유무에 따른 거동 차이를 분석하기 위하여 ABAQUS 유한요소해석 프로그램으로 공동발생 구간에 대한 동적 구조해석을 실시하였다. 구조 해석결과로부터 도시철도 하부지반에 발생하는 공동의 크기(D) 및 깊이(z), 지반의 탄성계수, 하중 주파수에 따라 변위 차이가 발생하는 것을 확인하였으며 이로부터 하부지반에 발생하는 공동이 궤도구조 전체의 구조적 안정성에 미치는 영향 요소를 결정할 수 있었다.