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강화노반 및 궤도하부노반 재료의 회복탄성계수
Resilient Moduli of Sub-ballast and Subgrade Materials

박철수   (경희대학교 토목공학과UU0001575  ); 최찬용   (한국철도기술연구원, 궤도노반연구팀CC0187002  ); 최충락   ((주)평화엔지니어링, SOC 사업부  ); 목영진   (경희대학교 토목건축대학UU0001575  );
  • 초록

    다층 탄성모델에 근거한 철도노반 설계는 열차의 반복 윤하중에 의한 궤도 하부 구조의 거동을 반영하는 응력 의존적인 회복탄성계수 $(E_R)$ 가 각 층의 중요한 입력물성치가 된다. 그러나 반복하중을 가하는 기존의 회복탄성계수 시험법은 비용이 고가이고 시험장비와 숙련도에 따라 결과의 일관성이 떨어지는 단점이 있어 실질적인 적용에 어려움이이었다. 본 연구에서는 이를 극복하기 위해 동적물성치를 이용한 대체 회복탄성계수 시험법을 적용하여 철도노반의 회복탄성계수를 결정하였다. 강화노반에 주로 사용되는 쇄석의 회복탄성계수는 측정된 동적물성치와 열차 운행 중 경험하는 강화노반의 응력을 고려하여 결정되었고, 체적응력과 축차응력의 거듭제곱 형태로 예측모델을 나타내었다. 쇄석의 회복탄성계수는 체적응력이 증가함에 따라 전체적으로 증가하는 경향을 보였고 축차응력이 증감함에 따라 감소하였다. 상 하부노반의 주재료인 SM계열 토사 재료에 대하여 회복탄성계수를 평가하였고, 축차응력만을 이용한 거듭제곱 형태의 예측모델과 상관성이 매우 높게 나타났다.


    In the trackbed design using elastic multilayer model, the stress-dependent resilient modulus $(E_R)$ is an important input parameter, that is, reflects substructure performance under repeated traffic loading. However, the evaluation method for resilient modulus using repeated loading triaxial test is not fully developed for practical purpose, because of costly equipment and the significantly fluctuated values depending on the testing equipment and laboratory personnel. The this study, the paper will present an indirect method to estimate the resilient modulus using dynamic properties. The resilient modulus of crushed stone, which is the typical material of sub-ballast, was calculated with the measured dynamic properties and the range of stress level of the sub-ballast, and approximated with the power model combined with bulk and deviatoric stresses. The resilient modulus of coarse grained material decreases with increasing deviatoric stress at a confining pressure, and increases with increasing bulk stress. Sandy soil (SM classified from Unified Soil Classification System) of subgrade was also evaluated and best fitted with the power model of deviatoric stress only.


  • 주제어

    회복탄성계수 .   동적물성치 .   크로스홀 시험 .   공진주 시험 .   강화노반 .   궤도하부노반.  

  • 참고문헌 (10)

    1. 한국철도기술연구원(2000), "철도강화노반재료 및 지지력 강화방안에 관한 연구," 보고서, KRRI 연구 00-37 
    2. 권기철(1998), "변형특성을 고려한 노상토 및 보조기층 재료의 대체 MR 시험법," 박사학위논문, 한국과학기술원 
    3. Hwang, S. K. (1997), "Dynamic Properties of Natural soils," Ph. D. Dissertation, The University of Texas at Austin 
    4. 목영진,박철수,임정열,최충락(2007),"현장탄성파시험을 이용한 강화노반의 시간적 강성 변화," 한국철도학회 춘계학술대회 논문집 
    5. 한국과학기술원(1999), "현장부설시험장 노반재료의 동적설계정수 평가," 보고서 
    6. 권기철(2004), "국내 보조기층 재료의 변형특성을 고려한 전체 변형률 영역의 구성모델 개발," 한국도로학회 논문집, 제6권, 제3호, pp.65-77 
    7. Uzan, J. (1985), "Characterization of Granular Material," Transportation Research Record 1022, TRB, National Research Counsil, Washington, D. C., pp.52-59 
    8. Moossazadeh, J., and Witczak, M. W. (1981), "Prediction of Subgrade Moduli for Soil that Exhibits Nonlinear Behavior," Transportation Research Record 810, TRB, National Research Counsil, Washington, D. C., pp.9-17 
    9. Kim, D. S. and Stokoe, K. H., II (1992), "Characterization of Resilient Modulus of Compacted Subgrade Soils Using Resonant Column and Torsional Shear Tests," Transportation Research Record 1369, TRB, National Research Counsil, Washington, D. C., pp.83-91 
    10. Seed, H. B., Wong, R. T., Idriss, I. M., and Tokimatsu, K. (1984), "Moduli and Damping Factors for Dynamic Analysis of Cohesionless Soils," Report No. EERC 84/14, Earthquake Engineering Research Center, Univ. of California, Berkeley, September 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. SaGong, Myung ; Kim, Dae-Hyeon 2008. "Implementation of the Resilient Modulus for the Stiff Cohesive Subgrade Soils on a Numerical Analysis" 한국철도학회 논문집 = Journal of the Korean Society for Railway, 11(3): 257~262     

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