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NTIS 바로가기Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.16 no.6, 2014년, pp.507 - 520
김영준 ((주)태조엔지니어링) , 임채근 ((주)한라) , 강세구 (대경컨설턴트) , 이용주 (서울과학기술대학교 건설시스템디자인공학과)
본 연구는 점성토 지반에서 터널 굴착장비를 이용하여 터널을 굴착할 때 토피고 변화에 따라 발생하는 지표변위 특성을 고찰하였다. 이를 위하여 현장조건과 유사한 시료를 이용하여 실내축소모형시험을 수행하였다. 토피고에 따라 1.5D, 2.0D, 2.5D, 3.0D의 총 4개의 Case 에 대하여 모형시험을 수행하였다. 이러한 모형시험을 통하여 터널굴착 시 발생하는 지표변위를 측정하여 3차원적 영향분포를 정량적으로 분석하였으며, 더불어 변위양상도 규명하였다.
In this study, the surface displacement was investigated according to the various depth of cover when the tunnel excavation equipment was used in a clay soil. For this the laboratory scaled model test was carried out using the soil sample similar to the in-situ conditions. We carried out four tests ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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지하공간의 이용 및 수요가 급격히 증가하고 있는 배경은? | 최근 도시화와 인구집중에 의하여 지하공간의 이용 및 수요는 급격히 증가하고 있다. 이에 따라 도심지에서 도로, 지하철, 상하수도, 가스관 등을 매설하기 위하여 얕은 심도의 터널이 빈번히 계획, 시공되고 있다. | |
터널 주변지반이 이완되면, 지반과 소성영역은 어떻게 되는가? | 터널 주변지반이 이완되면, 지반은 지지력이 상실 되어 전단변형이 증가되고 소성영역이 확대된다. 또한, 유효응력 변화에 의해 주변지반이 압밀되거나 터널내로 밀려들어와서 지반이 손실되면, 그 영향이 지표면까지 전달되어 지표가 침하된다. | |
터널 토피고에 따른 굴착 시 지반의 거동을 분석한 결과는? | 1. 토피고에 따른 모형 터널굴착시험기를 이용한 시험에서 1.5D case에서 최대변위 14.3 mm, 2.0D case에서는 11.2 mm, 2.5D case에서는 12.3 mm, 3.0D case에서는 15.1 mm가 발생하였다. 이는 토피고 증가에 따라 터널에 작용하는 상재하중의증가에 기인하는 것으로 판단된다. 다만, 저토피구간인 1.5D의 실험결과는 다른 실험결과의 경향에비하여 다소 큰 변위가 발생하였는데, 이는 토피가너무 작아 굴착시 지반이 안정성을 확보하지 못한것으로 판단된다. 2. 시험결과에서 보듯이 터널 상부의 토피고가 증가할수록 침하량 자체가 증가함은 물론 침하곡선의기울기 또한 급해지는 경향을 관찰할 수 있었으며, 이러한 경향은 지표에 근접한 구조물과 지하매설물에 구조적 문제점을 발생시킬 우려가 있음을알 수 있다. 3. 시험결과, 토피가 작은 경우에는 터널직상부에서변위가 크고 횡방향으로 이격할수록 변위가 급격하게 작아지는 반면(뾰족한 종모양), 토피가 깊어지면 터널직상부에서의 변위는 작아지고 영향범위는 좀 커지는 경향(완만한 곡선)을 나타내었다. 4. 주변지반이 압축변형 되어 발생하는 지반침하는 천천히 일어나지만, 터널 내공면의 변형에 의한 지반침하는 빠른 속도로 크게 발생되므로 이러한 구간을 굴착하는 경우 막장의 안정을 취하는 것이 터널 및 상부구조물의 안정성 확보를 위하여 중요 할 것으로 판단된다. 5. 터널이 굴착되는 실제지반은 상당기간동안 지반안정을 취한 상태인 반면 실험지반은 균질한 에너지로 다짐을 수행하기는 하였지만 실험직전 되메움(교란상태)을 한 것이므로 침하, 지하수 저하에 따른 변형거동이 실제지반 상태와 다소 상이할 수 있다. |
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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