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문제 정의
- 본 연구에서는 기존 터널에 인접한 터파기 공사에서터널을 보호할 목적으로 가하는 선행하중의 영향을 규명하기 위하여 수치해석과 실 대형 시험을 실시하여 흙막이 벽체와 터널라이닝의 거동과 부재력을 계산하고그 결과를 비교하고 분석하였다. 단계별 선행하중 재하모델을 개발하여 선행하중을 가하지 않는 경우, 선행하중을 설계축력의 50%로 가하는 경우, 100%로 가하는경우, 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이벽체의 수평변위를 거의 “0''(Zero)으로 하는 경우에 대해 수치해석을 수행하여 검증하였고 실 대형 시험은 선행하중을 가하지 않는 경우와 굴착단계별로 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평변위를 거의“0”(Zero)으로 하는 경우에 대해 실제 시공과정을 재현하여 실시하였다.
- 그러므로 버팀대에 가하는 선행하중에 대한 적용기준을 마련하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 기존터널에 인접한 터파기 공사에서 흙막이 벽체의 변위를억제하여 기존터널을 보호 할 목적으로 버팀대에 가하는선행하중의 크기에 따른 기존 터널의 거동을 분석하여선행하중 재하모델을 제시하였다 이를 검증하기 위하여실 대형 시험을 실시하고 수치해석을 수행하였다.
제안 방법
- 결과를 비교하고 분석하였다. 단계별 선행하중 재하모델을 개발하여 선행하중을 가하지 않는 경우, 선행하중을 설계축력의 50%로 가하는 경우, 100%로 가하는경우, 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이벽체의 수평변위를 거의 “0''(Zero)으로 하는 경우에 대해 수치해석을 수행하여 검증하였고 실 대형 시험은 선행하중을 가하지 않는 경우와 굴착단계별로 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평변위를 거의“0”(Zero)으로 하는 경우에 대해 실제 시공과정을 재현하여 실시하였다. 본 연구의 결과 다음의 결론을 얻을 수 있었다.
- 지반은 총 8단계로 굴착하였고, 흙막이 벽체를 설치한 후에 스큐류잭을 부착한 버팀대로 지지하였다. 선행하중은 굴착단계별로 흙막이 벽체의 변위가 “0" (Zero)-g- 유지하도록 유압잭을 사용하여 재하하였다.
- 실 대형 시험은 우선 지반굴착 후에 버팀대를 설치하고 선행하중을 가하지 않고 다음 단계를 굴착하기를 반복하여 8단까지 굴착을 완료하는 일반적인 경우에 대해실시하였고, 선행하중을 가하는 경우는 지반을 굴착하고 유압잭으로 선행하중을 가하여 벽체변위를 “0" (Zero)으로 하는 과정을 단계별로 반복하여 8단까지 굴착을 완료하는 경우에 대해 실시하였다. 모든 시험단계에서 배면지반이 안정되도록 기다렸으며 30분 간격으로 계측하여 데이터를 자동으로 저장하였다.
- Case 0의 설계축력 값은 수치해석상에서 굴착 시 버팀대에 선행하중을 가하지 않은 상태에서 굴착완료 후에 버팀대에 작용하는 축력값을 설계축력으로 정하였으며 Case I과 Case II는 수치해석 시 단계별 굴착할 때 버팀대 선행하중을 50%, 100% 적용하였다.
- 균질하고 등방성이며 상대밀도가 일정한지반을 조성하기 위해 토조의 바닥에서부터 습윤 상태의 모래를 한번에 30cm씩 포설하고 진동기로 다짐하였다. 조성된 지반의 상대밀도는 DIN 4021 코어커터를 이용하여 시료를 채취해서 확인하였으며, 조성된 지반의물리적 및 역학적 특성은 다음과 같다.
- 우측 끝 절점은 힌지로 하였다. 나머지 절점에 대해서는 X, Y 방향으로이동이 가능하고 회전에 대해 구속되도록 하였다. 지반의 구성방정식으로 Mohr-Coulomb식을 적용하였고, 2 차원 평면변형율을 적용하였다.
- 대형 시험은 모래를 사용하여 모형지반을 조성하여실시하였다. 균질하고 등방성이며 상대밀도가 일정한지반을 조성하기 위해 토조의 바닥에서부터 습윤 상태의 모래를 한번에 30cm씩 포설하고 진동기로 다짐하였다.
- 0)하에시간의 축소율을 산정하였다. 먼저 길이에 대한 축소율을 정한 후 시간, 밀도, 질량, 응력 등의 축소율을 차례로 정하였다. 본 연구에서는 축소율이 1/10인 실 대형시험을 실시하였고 연구 대상의 터널 라이닝과 흙막이벽체의 재질은 콘크리트로 단위중량(砂는 25 kN/n?이고, 실 대형 시험에서는 터널 라이닝과 흙막이 벽체를 단위 중량 78 kN/n? 인 철판으로 사용하였으며 이에 따른 축소율 산정결과는 표 4와 같다.
- 하는 과정을 단계별로 반복하여 8단까지 굴착을 완료하는 경우에 대해 실시하였다. 모든 시험단계에서 배면지반이 안정되도록 기다렸으며 30분 간격으로 계측하여 데이터를 자동으로 저장하였다.
- 본 실 대형 시험에서 사용된 대형 모형 토조는 크기가 폭 2.0m, 길이 4.0m, 높이 6.0m이며, 양쪽의 측벽은지반과 벽체 사이에 마찰이 작용하지 않도록 콘크리트벽면에 벤토나이트를 도포하고 그 위에 비닐을 씌어 처리하였다. 지반은 총 8단계로 굴착하였고, 흙막이 벽체를 설치한 후에 스큐류잭을 부착한 버팀대로 지지하였다.
- 먼저 길이에 대한 축소율을 정한 후 시간, 밀도, 질량, 응력 등의 축소율을 차례로 정하였다. 본 연구에서는 축소율이 1/10인 실 대형시험을 실시하였고 연구 대상의 터널 라이닝과 흙막이벽체의 재질은 콘크리트로 단위중량(砂는 25 kN/n?이고, 실 대형 시험에서는 터널 라이닝과 흙막이 벽체를 단위 중량 78 kN/n? 인 철판으로 사용하였으며 이에 따른 축소율 산정결과는 표 4와 같다.
- 선행 하중을 가하여 흙막이 벽체의 변위를 최대한 억제시켜서 벽체 배면에 있는 구조물의 안정성을 확보할 수 있도록 설계 축력이상의 큰 선행하중을 가할 수 있는지 지시스템을 개발하고 이를 검증하기 위하여 선행하중이 없는 경우와 있는 경우에 대해 실 대형시험을 실시하였다. 실 대형시험은 기존의 지하철 복선터널에서 0.
- 수치해석에서는 시행착오법을 이용하여 굴착 시 발생된 흙막이벽체의 수평변위를 버팀대에 선행하중을 가하는 방법을계속 반복하여 흙막이벽체의 수평변위가 거의 발생되지 않았을 때 즉, 거의 0(영)에 근접했을 때의 버팀대축력 값을 선행하중으로 결정하였고, 실 대형시험에서는굴착 시 수평변위가 발생된 벽체를 유압잭을 이용하여배면 측으로 밀어넣어 흙막이 벽체에 설치한 변위계 (LVDT)가 0(Zero)이 되도록 하였으며 이때의 버팀대축력 값을 선행흐卜중으로 결정하였다. 수치해석과 실 대형시험에 사용한 하중조건은 표 9와 같다.
- 실 대형 시험에서 사용한 지반의 강도정수는 조성 지반의 함수비와 상대밀도가 같도록 공시체를 만들어서변형률 제어방식(strain control)으로 직접전단시험과 평판재하시험을 실시하여 구하였다. 시험결과 전단강도정수는 내부마찰각(。)은 3階이고 겉보기점착력(c)은 6.
- 실 대형 시험은 2가지 경우 즉, 선행하중을 가하지 않는 경우(Case 0)와 설계축력 이상의 선행하중을 가하여흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0”(Zero)으로 하는 경우(Case III)에 대해 실시하였으며 수치해석은 Case 0에서 Case III 까지 4가지 경우를 실시하였다. 따라서 Case 0과 Case III은 수치해석결과와 실 대형시험결과를 직접비교할 수 있다.
- 실시하였다. 실 대형시험은 기존의 지하철 복선터널에서 0.5D(6.0m) 이격되어 지반을 굴착하기 위하여 지하 연속벽을 설치하고 8단의 버팀대를 설치하면서 단계별로 굴착하는 경우에 대해서 폭 2.0m, 길이 4.0m, 높이 6.0m인 대형 토조에서 모래로 지반을 조성하고 1/10 축소율로 실시하였다. 실험을 실시한 대형 토조의 개략도 및 전경은 그림 1과 같다.
- 실제 현장이나 실내 및 실 대형 시험에서 버팀대 선행하중을 설계축력이상으로 크게 가하여 흙막이 벽체 변위 및 부재력, 터널 라이닝의 내공변위 및 부재력을 측정한 자료가 없으므로, 실 대형 시험한 경우에 대해 수치해석 하여 본 연구의 해석모델을 검증하였으며, 수치해석 결과는 4장에서 실 대형 시험치와 비교하였다.
- 지반굴착이 계속되는 동안에 굴착 단계별로 초기치를 설정하고 30분 간격으로 계측을 실시하였다.
- 0m이며, 양쪽의 측벽은지반과 벽체 사이에 마찰이 작용하지 않도록 콘크리트벽면에 벤토나이트를 도포하고 그 위에 비닐을 씌어 처리하였다. 지반은 총 8단계로 굴착하였고, 흙막이 벽체를 설치한 후에 스큐류잭을 부착한 버팀대로 지지하였다. 선행하중은 굴착단계별로 흙막이 벽체의 변위가 “0" (Zero)-g- 유지하도록 유압잭을 사용하여 재하하였다.
- 지반의 구성방정식으로 Mohr-Coulomb모델을 적용하였고, 유한요소망은 15절점 삼각형요소로 구성하였다. 흙막이 벽체와 지반그리고 터널 라이닝과 지반의 경계면에는 interface를 두었다.
대상 데이터
- 실 대형 시험에서는 흙막이 벽체의 부재력(40개소), 수평변위(8개소), 지표변위(9개소), 터널 라이닝의 부재력(32개소), 내공변위(16개소)를 측정하였으며, 사용된 계측기 설치위치와 수량은 그림 4 및 표 5와 같다. 지반굴착이 계속되는 동안에 굴착 단계별로 초기치를 설정하고 30분 간격으로 계측을 실시하였다.
- 실제 연구대상 터널은 직경(D)이 12.0m인 복선 지하철 터널이며, 연구대상 지반은 탄성계수(E)가 400, 000~ 500, 000kN/m2인 연약한 암을 기준으로 하였고, 모형 지반의 탄성계수(Em)는 20, 000~30, OOOkN/n?이었다. 모형 터널의 제원은 Duddeck과 Erdmann(1985)의 방법을 이용하여 지반과 터널라이닝의 강성비(a)로부터 결정하였다.
- 먼저 길이에 대한 축소율을 정한 후 시간, 밀도, 질량, 응력 등의 축소율을 차례로 정하였다. 본 연구에서는 축소율이 1/10인 실 대형시험을 실시하였고 연구 대상의 터널 라이닝과 흙막이벽체의 재질은 콘크리트로 단위중량(砂는 25 kN/n?이고, 실 대형 시험에서는 터널 라이닝과 흙막이 벽체를 단위 중량 78 kN/n? 인 철판으로 사용하였으며 이에 따른 축소율 산정결과는 표 4와 같다.
이론/모형
- 0m인 복선 지하철 터널이며, 연구대상 지반은 탄성계수(E)가 400, 000~ 500, 000kN/m2인 연약한 암을 기준으로 하였고, 모형 지반의 탄성계수(Em)는 20, 000~30, OOOkN/n?이었다. 모형 터널의 제원은 Duddeck과 Erdmann(1985)의 방법을 이용하여 지반과 터널라이닝의 강성비(a)로부터 결정하였다.
- 0m) 이격된 경우가 된다. 이에 대해 범용 유한요소법(FEM) 프로그램인 PLAXIS Ver. 8.2를 이용하여 2차원으로 모델링하여 계산하였다 흙막이 벽체와 터널 라이닝은 plate요소로 하고 버팀대는 anchor요소로 하여 탄성모델을 적용하였다. 지반의 구성방정식으로 Mohr-Coulomb모델을 적용하였고, 유한요소망은 15절점 삼각형요소로 구성하였다.
- 균질하고 등방성이며 상대밀도가 일정한지반을 조성하기 위해 토조의 바닥에서부터 습윤 상태의 모래를 한번에 30cm씩 포설하고 진동기로 다짐하였다. 조성된 지반의 상대밀도는 DIN 4021 코어커터를 이용하여 시료를 채취해서 확인하였으며, 조성된 지반의물리적 및 역학적 특성은 다음과 같다.
- 2를 이용하여 2차원으로 모델링하여 계산하였다 흙막이 벽체와 터널 라이닝은 plate요소로 하고 버팀대는 anchor요소로 하여 탄성모델을 적용하였다. 지반의 구성방정식으로 Mohr-Coulomb모델을 적용하였고, 유한요소망은 15절점 삼각형요소로 구성하였다. 흙막이 벽체와 지반그리고 터널 라이닝과 지반의 경계면에는 interface를 두었다.
- 나머지 절점에 대해서는 X, Y 방향으로이동이 가능하고 회전에 대해 구속되도록 하였다. 지반의 구성방정식으로 Mohr-Coulomb식을 적용하였고, 2 차원 평면변형율을 적용하였다. 지반 및 재료의 입력 물성치는 다음 표 6〜8과 같다.
성능/효과
- 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0"(Zero)으로 하였을때에는 수치해석에서는 약 93%가 감소하였고 실 대형 시험에서는 약 98%가 감소하여 실 대형 시험에서 감소폭이 더 크게 나타났다.
- 수치해석 및 실 대형 시험 결과 모두 단계별 선행하중을 가했을 때 최종 굴착단계에서 지표침하는 감소되었고, 벽체 수평변위가 거의 “0"亿ero)이 되도록 선행하중을 가할 때 지표침하는 거의 발생되지 않았다. 수치해석 결과 지표침하는 단계별 선행하중에 상관없이 거의같은 형상으로 침하되었으며, Case 0에서 2.
- (1) 설계축력의 100%를 버팀대 선행하중으로 가하여도 굴착 시 발생된 흙막이 벽체의 수평변위는 충분히 억제되지 않았다. 그러므로 굴착 시 발생된 흙막이 벽체의 수평변위를 “0”(Zero)에 가깝게 억제시키기위해서는 버팀대 선행하중을 설계축력 이상으로 가해야 한다.
- (2) 흙막이 벽체의 최종굴착단계에서 최대 수평변위는수치해석 결과 선행하중을 가하지 않을 때에 비하여 선행하중을 설계축력의 50%로 가할 때에는 약 20%, 설계축력의 100%로 가할 때에는 약 37% 감소하였다. 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0"(Zero)으로 하였을때에는 수치해석에서는 약 93%가 감소하였고 실 대형 시험에서는 약 98%가 감소하여 실 대형 시험에서 감소폭이 더 크게 나타났다.
- (3) 터널 라이닝의 최대 내공변위는 수치해석결과 선행하중을 가하지 않을 때에 비하여 단계별 선행하중을설계축력의 50%로 가할 때에는 약 24%, 설계축력의 100%로 가할 때에는 약 45% 감소하였다. 설계축력을 초과하여 가할 때에는 흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는 수치해석에서는 약 87%가 감소한 반면에 실 대형 시험에서는 약 90% 감소하여 실 대형 시험에서 감소폭이 다소 크게 나타났다.
- (4) 수치해석 결과 선행하중을 가하지 않을 때에 비하여 단계별 선행하중을 설계축력의 50%로 가할 때와 설계축력의 100%로 가할 때에는 터널 라이닝의 최대휨모멘트는 각각 약 46%와 약 34% 감소하였고, 최대 전단력은 각각 약 7%와 약 15% 감소하였으며, 최대 축력은 각각 약 8%, 약 15% 증가하였다. 설계축력을 초과한 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는, 수치해석에서는 터널 라이닝의 최대 휨모멘트는 약 54%, 최대 전단력은 약 62% 감소하였고 최대 축력은 약 30% 증가하였으며, 실 대형 시험에서는 최대 휨모멘트가 약 89%, 최대 전단력은 약 46% 감소하였다.
- (5) 벽체의 최대 수평변위는 수치해석 및 실 대형 시험 결과 선행하중을 가하지 않을 때에는 터널이 위치하는 레벨의 버팀대 위치에서 나타났고, 터널이 상하로 압축되고 좌우로 늘어나며 약간 아래쪽으로 처지는 형상으로 변형되 었다. 굴착단계별로 선행하중을 가하면 흙막이 벽체의 수평변위와 터널의 내공 변위는 대폭 감소시킬 수 있으며 단계별로 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는 터널의 원래 형상이 거의 유지 되는 것으로 나타났다.
- 6) 최대지표침하는 굴착단계별로 선행하중을 가하였을때에 수치해석 결과 선행하중을 가하지 않을 때에 비하여 단계별 선행하중을 설계축력의 50%로 가할 때에는 약 21%, 설계축력의 100%로 가할 때에는 약 40% 감소하였다. 설계축력을 초과하는 단계별 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0”(Zero)으로 흐卜였을 때에는 수치해석에서는 약 71%가 감소하였고, 실 대형시험에서는 약 94% 감소하였다.
- 형상으로 변형되 었다. 굴착단계별로 선행하중을 가하면 흙막이 벽체의 수평변위와 터널의 내공 변위는 대폭 감소시킬 수 있으며 단계별로 설계축력을 초과하는 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는 터널의 원래 형상이 거의 유지 되는 것으로 나타났다.
- 설계축력을 초과한 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는, 수치해석에서는 터널 라이닝의 최대 휨모멘트는 약 54%, 최대 전단력은 약 62% 감소하였고 최대 축력은 약 30% 증가하였으며, 실 대형 시험에서는 최대 휨모멘트가 약 89%, 최대 전단력은 약 46% 감소하였다. 따라서 굴착 시 버팀대 선행하중을 가하면 최대 축력은 증가하지만 최대 모멘트와 전단력의 대폭 감소하여 안전율이 크게 향상되었다.
- 210mm로 감소하였으며 감소폭은 수치해석 결과 보다 더 크게 나타났다. 또한, 수치해석결과 선행하중을 가하면 터널라이닝의 최대 휨모멘트와 최대 전단력은 감소하고 최대 축력은 증가하였다. 즉, 선행하중이 커질수록 터널 라이닝의 최대 휨모멘트는 Case 0에서 0.
- 버팀대 선행하중을 가하지 않았을 경우는 터널의 내공 변위는 굴착이 단계별로 진행됨에 따라 점차 증가하였으나 버팀대 선행하중이 커질수록 흙막이벽체의 수평 변위와 같이 내공변위는 점점 감소되는 것으로 나타났다. 특히, Case【II의 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위가 거의 발생하지 않았을 때에는 터널이 원래 형상을 유지하였다(그림 7, 그림 10).
- 설계축력을 초과하여 가할 때에는 흙막이 벽체의 수평변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는 수치해석에서는 약 87%가 감소한 반면에 실 대형 시험에서는 약 90% 감소하여 실 대형 시험에서 감소폭이 다소 크게 나타났다.
- 설계축력을 초과한 선행하중을 가하여 흙막이 벽체의 수평 변위를 거의 “0”(Zero)으로 하였을 때에는, 수치해석에서는 터널 라이닝의 최대 휨모멘트는 약 54%, 최대 전단력은 약 62% 감소하였고 최대 축력은 약 30% 증가하였으며, 실 대형 시험에서는 최대 휨모멘트가 약 89%, 최대 전단력은 약 46% 감소하였다. 따라서 굴착 시 버팀대 선행하중을 가하면 최대 축력은 증가하지만 최대 모멘트와 전단력의 대폭 감소하여 안전율이 크게 향상되었다.
- 수치해석 결과 선행하중을 가했을 때 최종 굴착단계에서 흙막이 벽체의 수평변위와 터널의 내공변위는 대폭 감소시킬 수 있는 것으로 나타났다. 즉, 선행하중을가하지 않았을 때에는 터널은 횡으로 늘어나고 최대 변위 부근이 약간 아래쪽으로 처지는 형상으로 변형되었고, 벽체의 수평변위는 터널이 위치하는 레벨인 6단 버팀대 위치에서 최대값을 나타냈다.
- 수치해석 결과 지표침하는 단계별 선행하중에 상관없이 거의같은 형상으로 침하되었으며, Case 0에서 2.506mm, Case I에서 1.968mm, Case II에서 1.493mm, Case DI에서 0.726 mni로 선행하중이 커질수록 감소하였다 실 대형시험결과 Case 0에서 2.1mm이던 것이 Case III에서 0.12mm로 감소하여 수치해석 결과보다 감소폭이 더 크게 나타났다. 배면지반의 지표침하곡선은 그림 11과 같다.
- 수치해석 및 실 대형 시험 결과 단계별 선행하중을 가했을 때 흙막이 벽체의 수평변위와 터널의 내공 변위는 감소되는 것으로 나타났다. 즉, 선행하중을 가하지 않았을 때 흙막이 벽체의 수평변위는 터널이 위치하는 레벨인 6단 버팀대 위치에서 최대값을 나타내고 터널 라이닝은 상하로 압축되고 좌우로 늘어나고 약간 아래쪽으로 향한 형태로 변형되었다.
- 863 kN/m으로 증가하였다. 수치해석 및 실 대형 시험결과 모두 굴착단계별로 선행하중을 가하면 터널 라이닝의 휨모멘트와전단력은 감소하지만, 축력은 증가하는 것으로 나타났다. 수치해석 및 실 대형 시험 결과 단계별 선행하중을 가하지 않았을 때와 가했을 때 최종 굴착단계에서 터널의 부재력은 그림 8 및 그림 9와 같다.
- 실 대형 시험에 사용된 모래 지반의 물리적 성질은 입도 분포, 시험, 비중시험, 현장 단위중량시험 및 함수량 시험을 실시하여 확인하였으며, 시험 결과는 그림 3 및 표 1과 같고 통일 분류법에 의해 분류하면 세립자가 적고 입도 분포가 불량한 모래(SP)이다
- 337mm로 선행하중이 커질수록 대폭 감소하였다. 실 대형시험결과는 Case 0에서 2.220 mm이고 Case III에서 0.210mm로 감소하였으며 감소폭은 수치해석 결과 보다 더 크게 나타났다. 또한, 수치해석결과 선행하중을 가하면 터널라이닝의 최대 휨모멘트와 최대 전단력은 감소하고 최대 축력은 증가하였다.
- 이상 수치해석과 실 대형 시험에 결과 흙막이 벽체의 변위와 인접한 터널의 안정성 및 지표침하가 단계별 선행하중을 가함에 따라 크게 향상되었으나 선행하중의 크기가 설계축력의 50% 나 100% 정도로는 충분하지 않을 수도 있음을 알 수 있었다. 지반조건과 구조물의 상태 및 위치에 따른 선행하중의 소요 크기에 대한 계속적인 연구가 필요하다.
- 또한, 수치해석결과 선행하중을 가하면 터널라이닝의 최대 휨모멘트와 최대 전단력은 감소하고 최대 축력은 증가하였다. 즉, 선행하중이 커질수록 터널 라이닝의 최대 휨모멘트는 Case 0에서 0.15kN-m/m, Case I에서 0.080 kN-m/m, Case II에서 -0.098kN - m/m, Case III에서 0.068kN - m/m 로 감소하였고, 최대 전단력은 Case 0에서 1.160kN7m, Case I에서 1.078 kN/m, Case II에서 0.975kN/m, Case III에서 0.436 kN/m로 감소하였으며, 최대 축력은 Case 0에서 -17.436kN/m, Case I에서 -18.844 kN/m, Case II에서 -20.123 kN/m, Case III에서 -22.837 kN/m로 증가하는 것으로 나타났다. 실 대형시험 결과는 Case。과 Case II을 비교하면 최종 굴착단계에서 라이닝에 작용하는 최대 휨모멘트는 -0.
- 즉, 최종굴착단계에서 흙막이벽체의 최대수평변위(&蜘)는 Case 0에서 수치해석결과 2.914n皿 실 대형시험결과 2.290mm 로 수치해석결과가 더 크게 나타났고, 수치해석결과 Case I에서 2.326mm, Case II에서 1.818mm로 나타났으며, Case III에서는 수치해석결과 0.193mm, 실 대형시험결과 0.03mm로 실 대형시험결과가 더 감소하는 것으로나타났다(그림 6).
- 지반을 굴착하는 동안에 발생되는 흙막이벽체의 수평변위는 수치해석과 실 대형시험결과 모두 버팀대에선행하중을 가했을 때에 감소하는 것으로 나타났다. 즉, 최종굴착단계에서 흙막이벽체의 최대수평변위(&蜘)는 Case 0에서 수치해석결과 2.
- 최종 굴착단계에서 터널의 내공변위는 수치해석결과 Case 0에서 2.670mm, Case I에서 2.020mm, Case II에서 1.450mm, Case HI에서 0.337mm로 선행하중이 커질수록 대폭 감소하였다. 실 대형시험결과는 Case 0에서 2.
후속연구
- 수도 있음을 알 수 있었다. 지반조건과 구조물의 상태 및 위치에 따른 선행하중의 소요 크기에 대한 계속적인 연구가 필요하다.
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