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터널 굴진면 수평변위와 천단변위를 이용한 단층대 예측방법의 비교·분석
Comparative Analysis of Fault Prediction with Horizontal and Longitudinal Displacements on Tunnel 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.26 no.3, 2016년, pp.403 - 411  

윤현석 (충북대학교 지구환경과학과) ,  서용석 (충북대학교 지구환경과학과)

초록
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3차원 수치해석을 통해 획득한 터널 굴진면에서의 수평변위와 천단부에서의 변위 특성을 이용하여 굴진면 전방의 단층대 예측 가능 거리를 비교·분석하였다. 굴진면의 수평변위는 천단부에서 가장 근접한 지점의 변위를 이용하였으며, 천단부의 변위 특성을 이용한 단층대 예측방법은 천단침하의 경향선과, L/C (천단부의 축방향 변위/천단침하) 비, C/C0 (천단침하/평균 천단침하) 비를 이용하였다. 단층이 터널의 굴진방향과 이루는 각도와 경사가 서로 다른 총 28개의 단층 모델을 분석한 결과, 순방향의 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 C/C0 비를 이용한 방법에서 가장 빨리 단층을 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 또한 역방향 경사를 가지는 터널은 L/C 비와 수평변위를 이용한 방법이 굴진면 전방의 단층을 빨리 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 굴진면 전방의 단층대를 예측하기 위해 이용된 수평변위와 천단침하의 경향선, L/C 비, C/C0 비는 대부분의 단층 모델에서 예측이 가능하였고, 굴진면으로부터 일정한 거리와 시간이 경과된 후에 변위 측정이 가능한 일상계측의 단점을 고려할 때 굴착과 동시에 계측을 수행할 수 있는 수평변위를 이용하는 방법이 대안이 될 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

A three-dimensional finite element analysis was conducted to analyze the predictable distances of a fault zone by using longitudinal displacement on tunnel face, trend line, L/C ratio, and C/C0 ratio at tunnel crown. The analysis used 28 numerical models with various fault attitudes. As a result, th...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 달리하는 모델의 수치해석 결과를 분석하였다. 논문에는 순경사 45o일 때, α가 30o와 60o인 모델의 수치해석결과를 수록하였다. Fig.
  • 본 연구에서는 굴진면의 수평변위를 이용한 단층대 예측 방법의 효용성을 검증하기 위해 천단부의 변위 특성을 이용한 기존 연구들의 단층대 예측방법과 비교·분석하였다. 터널의 굴착에 따른 변위는 다양한 단층 자세를 가지는 터널을 모델링한 Song et al.
  • 한편 L/C 비의 분석 결과는 대부분 모델에서 단층의 α와 경사에 관계없이 예측이 가장 빠른 것으로 나타났다. 본 연구에서는 터널 굴착이 완료된 상태에서 전체적인 변위의 변화 경향을 분석하였기 때문에 L/C 비의 단층 예측 가능 거리를 산정할 수 있었다. 그러나 L/C 비를 이용한 방법은 대부분 Fig.

가설 설정

  • (a) A schematic view of longitudinal displacement, crown settlement at tunnel crown. (b) The change of L/C ratio when a tunnel face accesses to a fault.
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참고문헌 (29)

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  29. Yun, H. S., Song, G. J., Shin, Y. W., Kim, C. Y., Choo, S. Y., and Seo, Y. S., 2014c, Application of x-MR control chart on monitoring displacement for prediction of abnormal ground behaviour in tunnelling, Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association, 16(5), 445-458 (in Korean with English abstract). 

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