3D 프린팅 기법을 활용한 철도 갱구부 비탈면 돌붙이기 공법 보강효과에 관한 연구

초록

최근 여름철 극한강우로 인해 철도 갱구부 비탈면의 붕괴사례가 증가하고 있다. 국내 관련 설계기준에서는 다양한 철도 비탈면 보호 공법들을 제시하고 있으나, 대다수의 철도 갱구부 비탈면 현장에서는 일률적인 식생공 법이 적용된 사례가 많았으며, 극한강우 발생 시 비탈면의 침식 및 표면 유실 등의 피해가 발생하고 있다. 이에 일부 철도 갱구부 비탈면 현장에서는 비탈면 침식 방지에 효과적인 돌붙이기 공법으로 설계 변경이 적용된 사례를 확인 하였다. 본 연구에서는 최근 빈번한 극한강우 조건을 고려한 침투해석을 수행하여 돌붙이기 설계 영향인자(비탈면 기울기, 보강 높이 등) 변화에 따른 비탈면의 포화도를 확인하였으며, 사면안정해석을 통해 비탈면의 안정성을 평가 하였다. 또한, 3D 프린팅 기술을 활용하여 현장 조건과 유사한 돌붙이기 시편을 제작하여 인공 강우모형실험을 수행함으로써 비탈면의 파괴 형태 거동을 파악하였다. 사면안정해석 결과와 실내 강우모형실험 결과간의 비교·분석을 통해 철도 비탈면에서의 비탈면 기울기별 돌붙이기 공법 보강 적정 높이를 제시하였다.

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