Hydroelastic analysis of submerged floating tunnels under seismic loads

Abstract

해중터널은 단면에 비해 그 길이가 매우 긴 구조적 특성으로 인해 구조체의 연성 및 파랑과 해류의 상호작용 해석이 필수적이다. 또한 지진 시 앵커와 계류선을 통하여 전달되는 지진파에 대한 영향도 고려해야 한다. 하지만 기존의 많은 연구는 강체로 가정하여 해중터널을 해석하거나 계류선의 거동에 초점을 맞춘 제한적인 해석 또는 소형의 터널 구조물 거동 해석을 수행하여 구조물의 거시적 응답을 제대로 고려할 수 없었다. 본 연구에서는 지진하중 작용 시 유체-구조 상호작용을 고려한 수중터널의 3차원 유탄성 해석 기법을 개발하였다. 지진하중에 의한 유체-구조 상호작용은 모리슨식을 선형화하여 고려하였으며, 수중터널의 시간영역에서의 유탄성 해석을 수행하였다. 터널은 연속체 역학 기반의 3차원 보 요소를 이용하여 모델링 하였으며, 임의의 터널 제원 및 환경조건을 설정하여 지진파의 종류와 진행방향에 따른 동적 거동 특성을 비교 분석 하였다.