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[국내논문] 석회암 공동이 터널의 안정에 미치는 영향
Influence of limestone cavity on tunnel stability 원문보기

터널기술 : 한국터널공학회논문집, v.4 no.2, 2002년, pp.113 - 121  

진성규 ((주)대정컨설턴트) ,  양문상 ((주)대정컨설턴트) ,  최덕찬 ((주)대정컨설턴트) ,  박광준 ((주)대정컨설턴트)

초록
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석회암 지역에서 불규칙하게 발견되고 있는 공동의 규모와 위치를 표준화하여 터널에 미치는 영향을 수치해석적으로 접근하여 영향권을 설정하였다. 공동의 불규칙한 모서리 부분의 응력집중 문제는 해석의 한계때문에 타원형으로 모델링 되었다. 공동의 위치가 터널의 천단부와 하부 모서리에 있는 경우 가장 큰 영향을 나타났다. 굴착되는 터널크기의 공동이 1D (터널직경)정도 이격되어 있으면 안정성에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 터널과 공동의 이격거리가 0.25D (터널직경) 이내의 경우에는 변위 및 지보재에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study is focused on establishing influence zone caused by tunnelling in limestone site. Therefore, the numerical analysis using the FLAC2D was performed considering various locations and magnitudes of cavities. To reduce the stress concentration, the shape of cavities was designed to ellipse. T...

주제어

#석회암   #공동규모   #공동위치   #영향권   #이격거리  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 터널주변에 발달한 석회암 공동은 위치, 규모, 형상 그리고 내부 채움상태가 불규칙하기 때문에 터널구조물에 어떠한 영향이 얼마만큼 미칠것인가를 사전에 분석해보는 것은 매우 중요한 일이다. 따라서, 본 연구에서는 터널주변에 분포하는 공동의 위치별, 이격거리별, 공동의 규모를 변수로 설정하여 공동에 의한 터널주변지반의 영향권을 파악하고 발생되는 지보응력을 검토하여 터널구조물의 적정성을 판단하였으며 현장조사 결과와 연계하여 합리적인 공동조사 방안 및 보강대책을 수립할 수 있도록 정량적인 자료를 제시하기 위해 수행하였다.

가설 설정

  • 1. 공동의 위치가 터널의 천단부와 하단모서리부에 있을경우 터널변위에 가장 큰 영향을 미치고 있다. 무공동의 경우와 비교하면 공동의 위치가 터널에서 1.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라의 석회암 분포지역은? 석회암 지대는 일반인에게 관광의 즐거움을 제공하지만 토목기술자들에게는 암반내 발생되는 공동때문에 여여간 골칫거리가 아닐 수 없다. 우리나라의 석회암 분포지역을 보면, 강원도의 정선, 영월, 평창, 삼척, 충청북도의 단양, 제천등에서 석회암 지역이 발달하고 있으며 지하수의 용식 작용등에 의해 지역별로 규모와 형상에 있어 많은 차이를 보이고 있다.
석회암 공동이 터널구조물에 어떠한 영향을 미칠 것인가에 대해 사전에 분석하는 이유는 무엇 때문인가? 터널주변에 발달한 석회암 공동은 위치, 규모, 형상 그리고 내부 채움상태가 불규칙하기 때문에 터널구조물에 어떠한 영향이 얼마만큼 미칠것인가를 사전에 분석해보는 것은 매우 중요한 일이다. 따라서, 본 연구에서는 터널주변에 분포하는 공동의 위치별, 이격거리별, 공동의 규모를 변수로 설정하여 공동에 의한 터널주변지반의 영향권을 파악하고 발생되는 지보응력을 검토하여 터널구조물의 적정성을 판단하였으며 현장조사 결과와 연계하여 합리적인 공동조사 방안 및 보강대책을 수립할 수 있도록 정량적인 자료를 제시하기 위해 수행하였다.
터널 굴진중 주변지반에 분포된 공동의 영향을 파악하기 위한 수치해석을 통해 알게 된 사실은 무엇인가? 1. 공동의 위치가 터널의 천단부와 하단모서리부에 있을경우 터널변위에 가장 큰 영향을 미치고 있다. 무공동의 경우와 비교하면 공동의 위치가 터널에서 1.0D 이격시 터널의 변위는 10～30%, 지보재(응)력은 10%미만의 증가를 보이고 있다. 2. 공동이 천단부에 위치하는 경우 공동의 규모가 1.5D 이하의 경우 이격거리 1.0D 이상이면 터널에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 하단 모서리에 위치하는 경우 공동규모 1.0D의 경우 이격거리 1.0D 이상시 터널에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다 3. 수치해석을 통한 공동의 영향권 분석결과 공동의 위치 및 규모보다는 터널과 공동의 이격거리에 따라 터널의 안정성이 좌우되는 것으로 분석되었으며 이격거리가 1.0D(D:터널직경)이상이면 공동에 의한 영향이 미소한 것으로 판단된다. 터널의 안정성에 불리한 구간은 공동의 위치가 바닥부〈어깨부〈천단부〈측벽부〈하단모서리부 순이며 공동의 규모가 접선방향으로 증가되는 경우가 법선방향의 경우보다 터널에 미치는 영향이 큰 것으로 판단된다. 4. 공동의 이격거리가 0.25D이하의 경우, 터널에 미치는 영향이 크므로 터널～공동사이의 암반을 모두 제거한 후 충진물질등을 세척한 후 숏크리트 또는 경량 콘크리트를 타설하여 터널의 내공을 확보하는 방안이 적절할 것으로 판단된다.
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