터널 굴진면 변위형태에 따른 종방향 하중전이

Abstract

터널을 굴착하면 굴진면 주변지반의 거동은 지반상태, 터널단면의 형상 및 크기, 굴착 순서 등에 따라 달라진다. 굴진면 주변 지반에서는 아칭 현상이 횡방향과 종방향으로 발생하여 하중이 전이되며, 굴진면이 균일하게 변형되는 경우와 불균일하게 변형 되는 경우에 따라 종방향 하중전이가 발생하는 범위가 다르다. 따라서 본 연구에서는 굴진면 변위 형상에 따른 종방향 하중전이 거동과 범위를 파악하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 모형실험은 높이 1500mm, 길이 825mm, 폭 300mm 크기의 모형토조에서, 3가지 굴진면 변위형상(등변위, 상부큰변위, 하부큰변위)을 모사한 모형터널을 설치하여 수행하였다. 모형지반은 모래를 이용하여 균질하게 조성하였고 토피고(0.5D, 1.0D, 1.5D, 2.0D)를 4가지로 변화시켰고 각각에 대해 굴진면 변위형상을 3가지로 변화시켜서 총 12가지 모형실험을 수행하였다. 모형실험을 수행하여 굴진면과 천단부의 하중과 지표변위를 측정하여 판정한 결과 굴진면 변위형상과 토피고에 따라 하중전이가 범위가 다르게 발생하였다. 즉, 하중전이는 굴진면 변형이 불균일하고 토피고가 낮을 때에는 국부적 영역에서 발생하였고, 변형이 균일하거나 토피고가 높을 때에는 넓은 범위에서 발생하였다.