쉴드 말뚝 절단 과정 중 동적 반응 특성을 분석하기 위해 난징 지하철 10호선 쉴드가 군말뚝 공정을 통과하는 배경을 바탕으로 수치 시뮬레이션과 이론 분석을 결합하여 쉴드 말뚝 절단 충격 하중에 의해 유발된 동적 반응을 해석하였다. 절단 날에 진동 센서를 설치하여 쉴드 말뚝 절단 날의 동적 반응을 모니터링하였다. 결과에 따르면 쉴드가 약 5 mm/min의 저속 전진 속도로 철근 콘크리트 말뚝을 절단할 때 추진력과 토크 변화가 작고, 말뚝이 원통형이므로 절단 단면이 서서히 증가하며 추진력과 토크는 명확한 지연성을 나타낸다. 전체 절단 과정 동안 추진력과 토크의 최대값은 초기 값의 각각 약 1.3배 및 1.25배이다; 수치 시뮬레이션 결과, 공구가 여러 차례 절단 작용을 할 때 철근 절단부는 압축-인장 파단 형태를 보이며 충격 하중 하에서 절단 날 베어링 위치에 여러 동적 반응 파형 피크가 나타나 최대값은 약 0.6g에 이른다; 실측 데이터는 충격 하중 시 절단 날 베어링 위치 진동 가속도가 약 0.1초 간격으로 연속적인 다중 피크를 나타내고 진폭이 약 0.5g에 달하며, 실측 충격 반응 파형이 이론 해와 매우 유사하여 서로 상호 검증됨을 보여준다. 이 파형은 여러 공구가 철근을 연속 절단하는 대표적 특성으로 볼 수 있다; 전체 절단 과정을 통해 가속도 반응 유효값과 피크값이 유의하게 상승하며 최대 강도는 점착성 점토층 절단 시의 약 두 배에 달하고 절단 완료 후 급격히 감소한다.

쉴드 말뚝 절단; 철근 콘크리트 말뚝; 동적 반응; 시-주파수 특성; 실시간 모니터링; 수치 해석