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문제 정의
- 위와 같이 선형화된 모형은 일반적인 선형 회귀분석 모형과 동일한 방법으로 선형계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 선형회귀식과 비선형회귀식의 모델을 채택하여각 추정 변수간의 상관관계를 분석하였다.
제안 방법
- (2) 본 연구대상 4개소 터널구간의 기반암을 구성하고 있는 흑운모편마암과 화강편마암에 대한 RMR과 실내·현장시험(공내재하시험)결과 분석을 통하여 이와 유사한 암종으로 구성된 터널구간에서 현장여건상 현장시험이 어려울 경우에 RMR과 실내시험 값을 활용, 암반의 변형계수를 구하기 위한 감쇠지수(RF)식을 다음과 같이 제시하였다.
- (3) RMR과 Q, RMR과 RQD, Q와 RQD, 공내재하시험결과와 실내시험결과를 회귀분석하여 다음과 같은 상관관계식을 제시하였다.
- RMR 값과 그에 해당하는 실내시험에서 얻은 탄성계수를 이용하여 암반 변형계수 산정한다.
- 본 연구에서는 흑운모 편마암과 화강편마암이 기반암으로 구성된 구간에서 지질적 조건이 유사한 도로터널 4개소를 선정하여 실내 · 현장시험를 분석하였다. RMR과 실내시험값을 활용하여 암반변형계수를 구하기 위한 감쇠지수(RF)에 대한 식을 제시하고 RMR과 Q, RMR과 RQD, Q와 RQD의 상관관계를 유도하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
- 따라서 본 연구에서는 터널구간의 기반암이 흑운모편마암과 화강편마암으로 구성되어 있고 지질적 조건이 유사한 도로터널 4개소를 선정하였다. 각각의 터널에 대하여실내시험에 의한 암석의 영률을 측정하고 현장시험(공내재하시험)을 수행하여 측정된 변형계수와 RQD, RMR, Q 각각의 상관관계식을 분석하였다. 또한, 현장여건으로 인하여 암반변형계수 측정을 위한 현장시험등이 어려운 경우에 암반에 대한 RMR과 실내시험결과를 이용, 암반 변형계수을 산정 할 수 있는 감쇠지수에 대한 식을 제시하였다.
- 각각의 터널에 대하여실내시험에 의한 암석의 영률을 측정하고 현장시험(공내재하시험)을 수행하여 측정된 변형계수와 RQD, RMR, Q 각각의 상관관계식을 분석하였다. 또한, 현장여건으로 인하여 암반변형계수 측정을 위한 현장시험등이 어려운 경우에 암반에 대한 RMR과 실내시험결과를 이용, 암반 변형계수을 산정 할 수 있는 감쇠지수에 대한 식을 제시하였다.
- 본 연구대상 터널들에 대하여 RMR분류와 Q분류방법을 적용하였고 4개 터널들의 개요 및 수행된 암반등급분류는 다음과 같다.
- 본 연구를 위해 터널구간의 기반암이 흑운모편마암과 화강편마암으로 구성된 2차로 도로터널 4개소를 선정하여 실내시험과 현장시험(공내재하시험), 암반분류를 실시하였으며 각 현장에 대한 개요는 다음과 같다.
- 사례 분석을 통해 RMR과 Q값 사이 상관 관계를 이용 암반 변형계수 산정한다.
-
K(V): 상수
상기와 같이 본 논문에서 암종에 따라 각각의 다른 방법을 적용하여 암반변형계수를 구하였고 실내시험과 현장시험결과를 분석하여 식(16)과 같은 상관관계를 도출하였다
. - 서로 다른 지질조건에 따른 암반강도의 감쇠지수를 추정하기 위해 GSI라는 변수를 도입, RMR의해 평가되는 변형계수를 보완하여 암반이 변형계수 산정한다.
- 암반의 공학적 특성을 분석하고 터널 구조해석을 위한 강도정수평가를 위한 현장시험으로 연구대상 4개 터널에서는 공내재하시험을 적용하였다.
- 공내재하시험은 지반조사에서 시추공을 이용하여 지반변형계수를 측정할 수 있는 방법으로 토질용 시험기와 암반용 시험기로 구분되며 암반에서의 공내재하시험은 주로 변형계수측정을 위하여 실시한다. 이 방법은 현재 암반의 변형계수산정에 있어서 비교적 객관성이 높은 원위치 시험으로서 널리 사용되고 있고 공내재하시험결과의 신뢰성을 높이기 위해 암반상태에 따라 재하방식을 다음과 같이 구분하여 실시하였다.
대상 데이터
- 따라서 본 연구에서는 터널구간의 기반암이 흑운모편마암과 화강편마암으로 구성되어 있고 지질적 조건이 유사한 도로터널 4개소를 선정하였다. 각각의 터널에 대하여실내시험에 의한 암석의 영률을 측정하고 현장시험(공내재하시험)을 수행하여 측정된 변형계수와 RQD, RMR, Q 각각의 상관관계식을 분석하였다.
- 본 연구에서는 흑운모 편마암과 화강편마암이 기반암으로 구성된 구간에서 지질적 조건이 유사한 도로터널 4개소를 선정하여 실내 · 현장시험를 분석하였다. RMR과 실내시험값을 활용하여 암반변형계수를 구하기 위한 감쇠지수(RF)에 대한 식을 제시하고 RMR과 Q, RMR과 RQD, Q와 RQD의 상관관계를 유도하였다.
데이터처리
- 본 연구에서는 각 변수간의 상관관계를 추정해내기 위해 회귀분석모형을 이용하여 분석하였다. 특히, 종속변수와 독립변수와의 관계가 선형관계에 있다고 가정한 선형 회귀분석 모형과 비선형관계식을 로그 선형함수로 변형시킨 로그-선형 회귀분석 모형을 적용하였다.
이론/모형
- 본 연구에서는 각 변수간의 상관관계를 추정해내기 위해 회귀분석모형을 이용하여 분석하였다. 특히, 종속변수와 독립변수와의 관계가 선형관계에 있다고 가정한 선형 회귀분석 모형과 비선형관계식을 로그 선형함수로 변형시킨 로그-선형 회귀분석 모형을 적용하였다. 통상적인 선형회귀 분석모형의 기본식은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
- 암반이 가지는 복잡한 성질과 조건을 고려하여 터널의 굴착조건과 지보형식을 결정하기 위한 중요한 요소 중에 하나는 암반의 분류이다. 표3에서는 암반분류 방법을 정성적 · 정량적 방법을 구분하였으며, 본 연구에서는 RMR과 Q방법을 적용하였다.
- 현장시험은 암종에 따라 Elastmeter, Goodman Jack 공내재하시험기를 이용하여 현장 변형계수를 측정한다.
성능/효과
- (4) 각 변수들에 대한 상관관계식의 신뢰도 분석결과 Q와 RQD의 상관관계가 가장 밀접한 것으로 분석되었다.
- 조사분석된 각각 변수들의 상관관계는 그림 13과 같이 Q와 RQD의 관계가 가장 밀접한 것으로 분석되었다.
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