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This study investigates the influence of the displacement behavior(uplift and subsidence) of underground structures, caused by adjacent excavation and changes in ground conditions, on the displacement and behavior of sleeper floating track systems(STEDEF) installed above them. Track geometry measurements and three-dimensional finite element analyses were combined. Track geometry measurement data, particularly vertical irregularities obtained on an operating line, were used to characterize the track behavior, and displacement patterns of the underground structure were applied as boundary conditions in a detailed 3D solid model extending from the rails to the concrete bed. When a structural displacement of 120mm was imposed, the relative displacement between the rail and the concrete bed was only 3.14mm under uplift, but increased to 26.9mm under subsidence, indicating a high likelihood of hanging sleeper occurrence in the subsidence case. A comparison between measured vertical level irregularities and numerically predicted rail displacements showed that, although measured irregularities in subsidence zones tended to be smaller than the predicted values, the overall longitudinal alignment trends were similar. The proposed approach demonstrates that integrating track geometry measurement data with numerical analysis enables the identification of uplift and subsidence zones and the evaluation of regions prone to hanging sleepers and compressive deformation of resilience pads.

한국어

본 연구에서는 인접 굴착 및 지반 조건 변화로 인한 지하구조물의 변위거동(융기·침하)이 구조물 내부에 부설된 침목플로팅궤도(STEDEF)의 변위 및 거동 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 운행선에서 궤도선형검측 시스템으로 고저틀림을 계측하고, 레일부터 콘크리트 도상까지 정밀 3차원 유한요소해석 모델을 구축하여 지하구조물 변위 패턴을 하중·경계조건으로 적용하였다. 분석 결과, 지하구조물 변위가 120mm 발생할 때 융기 조건에서 레일-콘크리트 도상 상대변위는 3.14mm에 불과한 반면, 침하 조건에서는 26.9mm로 크게 증가하여 침하 시 뜬 침목(hanging sleeper) 발생 가능성이 높은 것으로 나타났다. 또한 현장 고저틀림과 수치해석 기반 레일 변위 예측치를 비교한 결과, 침하 구간에서 일부 차이는 존재하나 종방향 선형 패턴은 전반적으로 유사하여 궤도선형검측 데이터가 지하구조물 변위 진단과 궤도 손상 위험도 평가에 활용 가능함을 확인하였다.

저자

• 김태준 [ Tae-Jun Kim ]
• 한재민 [ Jae-Min Han ]
• 최정열 [ Jung-Youl Choi ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700