조립토 지반에서 터널 굴착에 따른 하중전이

Abstract

터널을 굴착하면 주변지반의 응력이 재편되어 일부가 터널에 하중으로 작용하며, 그 하중은 굴착전 초기하중의 크기와 지반상태는 물론 지보공 특성에 따라 다르고, 지보공설치전에는 주변지반에 의해 지지된다.

일반적으로 터널의 굴착에 의해 발생되는 이완토압은 지반조건, 적용공법 등에 따라 다양하고, 터널단면의 크기, 토피의 두께 및 굴착 후 시간의 경과에 따라 다르게 나타난다.

따라서, 본 연구에서는 조립토 지반을 모사한 탄소봉 모형지반에서 터널 굴착에 따른 주변지반의 이완 및 하중전이 특성을 규명하고자 하였다. 이를 위하여 터널 상부의 토피고를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다.

사각프레임 토조 중앙에 가동부을 설치하고 탄소봉으로 모형지반을 조성한 후에 이를 강하시켜 터널의 굴착에 의한 응력해방 상태를 모형화 하였고, 가동부 좌우에 Load cell을 설치하여 터널 굴착에 따른 하중전이를 확인하였다. 탄소봉지반 지표에는 LVDT를 설치하여 터널굴착 시 지표변위를 측정하였다.

본 연구결과, 터널 상부의 토피고에 따라 터널 주변지반의 하중전이와 터널상부의 이완영역이 변화하는 것을 확인하였다.