편토압을 받는 개착터널의 거동

Abstract

지형적인 여건과 친환경적인 건설을 이유로 편토압을 받는 위치에 설치한 터널에서는 터널의 안정성 문제가 대두할 수 있다. 편토압이 작용하는 개착식터널에서 성토사면 경사가 터널의 거동에 미치는 영향을 수치해석과 모형시험으로 검토한 경우가 있다. 그러나 기반암의 경사와 성토사면의 경사를 복합적으로 고려해 터널라이닝과 되메움 지반의 상호거동을 연구한 경우는 드물다. 터널 라이닝 양 지점부의 지반이 다르거나 편토압이 작용하는 경우에는 터널 라이닝 지점에서 부등침하로 인한 영향을 검토하여야 한다. 본 연구에서는 기반암의 경사를 0°, 15°, 30°, 성토사면의 경사를 0°, 15°, 30°로 변화시키고 기반암과 터널의 위치관계를 변화시켜 가면서 2차로 개착식터널을 1/60로 축소한 실내모형시험을 수행하였다. 시험 시 0.25D 높이로 1.5D까지 단계별로 되메움하면서 각 시험변수에 의한 터널의 거동양상을 파악하였다. 되메움 후 터널의 한 쪽 지점을 수직, 수평, 45˚방향으로 변위를 주어 부등침하에 의한 영향을 연구하였다. 연구결과의 신뢰성 제고를 위하여 실내모형시험과 같은 시험변수로 FLAC-2D를 이용한 2차원적인 수치해석을 수행하고 두 결과를 비교․분석하였다. 암반사면경사와 성토사면경사의 영향으로 편토압을 받는 터널의 거동을 연구한 결과 성토사면 경사와 암반사면 경사가 증가할수록 단면력이 크게 증가하였다. 산 쪽과 골짜기 쪽 어깨부에서 인장 및 압축모멘트가 크게 발생하였다.