편경사지에 굴착한 반개착식 천층터널에서 아치슬래브의 거동

Abstract

최근에 시공중은 물론 완공후 안정성을 확보하고, 공사비를 절감하며 자연친화적으로 갱구부와 저토피부 터널을 굴착할 수 있는 Arch Slab를 이용한 반개착식 터널굴착공법이 제시되어 적용되고 있다. 그러나, 경계조건에 따른 지반과 터널의 거동에 대한 연구가 미흡하여 정확한 거동이 규명되어 있지 않다

본 연구는 Arch Slab에 편토압이 작용할 경우의 거동특성을 실내모형실험과 수치해석으로 규명하고, 국내․외에서 터널공법의 새로운 대안이 될 Arch Slab공법 정립을 위한 기초자료를 확보하기 위하여 수행하였다.

이를 위하여 축소모형실험을 실시하였으며, 되메움 지반의 편경사와 굴착사면의 경사 및 암선의 위치를 변화시키면서, 아치슬래브의 부재응력과 내공변위 및 지점반력을 측정하였다.

연구결과, 되메움토의 편경사가 증가할수록 고지대쪽 아치슬래브 상부에서는 압축모멘트가 발생하고 저지대쪽 슬래브 상부에서는 인장모멘트가 발생하였다. 굴착사면 경사가 급할수록 편경사에 따른 모멘트 증가율이 둔화되며, 암선이 낮을수록 모멘트 증가율은 증가하였다. 아치슬래브의 내공변위도 모멘트와 거의 유사한 거동을 나타내었다 또한, 편성토가 증가할수록 고지대쪽 지점부의 반력은 증가하고 저지대쪽 지점부의 반력은 감소하였다. 좌우측 지점반력의 하중편차는 되메움고가 증가할수록 감소하였으며, 굴착사면 경사가 급할수록, 암선이 높아질수록 크게 발생하였다.