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문제 정의
- 단일터널 주변에 새로운 터널을 시공하거나 두 터널을 동시에 시공하는 경우에 두 터널의 근접거리에 따라 영향범위가 중첩되고 그 사이에는 상호거동이 발생하게 된다. 본 연구에서는 암반 필라를 활용한 근접 병설터널에서 도로터널의 본선부를 대상으로 수치해석을 이용하여 암반 필라의 안정성에 영향을 미치는 영향요소에 따른 경향을 평가하였다. 수치해석 방법은 평면변형률 조건이 적용 가능한 일반적인 터널과 달리 도로의 평면선형에 따라 두 터널의 이격거리가 증가하는 3차원 구조적인 문제와 종방향 및 횡방향 하중전이 현상(arching effect)을 고려하기 위해 지반의 비선형 거동을 모델링할 수 있는 3차원 유한차분 해석프로그램을 이용하였다.
- 본 연구에서는 이격거리가 매우 근접한 병설터널의 도로터널 본선부를 대상으로 암반 필라의 거동에 대한 연구를 수행하였다.
- 근접 병설터널의 이격거리와 심도(토피고) 및 암반조건이 변화하게 되면 암반 필라의 거동 양상도 달라지게 된다. 본 연구에서는 필라의 안전율을 분석하여 암반필라의 거동양상을 검토하였다.
- 5D 이하의 초근접 병설도로터널에서 암반 필라를 지지점으로 이용한 경우를 대상으로 필라의 거동 특성에 영향을 미치는 기하학적 역학적 변수를 선정하여 3차원 수치해석방법으로 거동특성을 평가하였다. 이를 바탕으로 근접 병설터널의 암반 필라에 안정성을 예측할 수 있는 설계도표로 제시하였다.
가설 설정
- 본 연구에서는 필라폭이 극히 작은 근접 병설터널의 경우 필라부 전체가 하나의 구조체로 거동하게 되고 곡면형태의 필라형상으로 인해 가장 낮은 안전율 분포를 보인 최소 필라폭 구간이 불안정해지면 필라 전체가 불안정해지는 것으로 가정하였다. 이를 바탕으로 최소 필라폭 구간에서 발생하는 주응력의 평균값을 파괴접근도 방법에 적용하여 매개변수 변화에 따른 암반 필라의 거동특성을 검토하였다.
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