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문제 정의
- 지보압의 산정은 극한이론(limit theorem) 중 상한치이론(upper bound theorem)과 한계평 형법(limit equilibrium method)을 적용하였으며, 지하수위 하에서 터널 시공 시 막장에 작용하는 침투력은 수치해석을 통하여 산정되었다. 또한 보강을 하지 않은 터널의 경우에 대해 건조한 지반에서는 Leca와 Dormieux(1990)가 제안한 상한치 이론의해 와, 정상류 상태의 지하수 흐름 조건에서는 이 등(2001)이 산정한 터널 막장에 작용하는 침투력을 비교하여 강관 다단 그라우팅이 터널 막장의 안정에 미치는 효과를 제시하고자 한다.
- 이 공법은 기존의 파이프루프 공법을 주 공법으로 이용하나 파이프루프를 이루는 파이프들을 단지 지반 보강재로만 이용치 않고 그 속에 인위적인 구멍들을 내어 파이프를 통한 그라우팅을 수행, 차수와 보강효과를 1개의 공종으로 얻어 공기지연의 문제를 크게 해결할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 강관다단 그라우팅으로 보강된 터널의 막장 안정에 필요한 지보압을 산정하는 방법을 제시하고, 아울러 지반의 투수계수의 이방성이 터널 막 장에 작용하는 침투력에 미치는 영향을 정략적으로 분석하고자 한다. 지보압의 산정은 극한이론(limit theorem) 중 상한치이론(upper bound theorem)과 한계평 형법(limit equilibrium method)을 적용하였으며, 지하수위 하에서 터널 시공 시 막장에 작용하는 침투력은 수치해석을 통하여 산정되었다.
가설 설정
- 가정된 막장 붕괴 메카니즘은 그림 1에서 보인 바와 같다. 본 연구에서는 해석의 간편성을 위해 강관과 그라우팅은 터널 굴진방향과 평행하고 그라우팅 상부의 토 압은 그라우팅이 지지한다고 가정하였다.
- 절편법 1은 그림 4에서 보인 바와 같이 파괴면을 logarithmic spiral로 가정하여 터널 막장의 지보압을 산정하였다. 'O'점으로부터 파괴면까지의 거리는 식 (7)과 같이 정의되고 하나의 절편에 작용하는 힘은 그림 5에서 보인 바와 같다.
- 본 연구에서는 터널 막장의 지보압 산정에 있어서 앞 절에서 언급한 상한치이론과 아울러 한계평형 법, 즉 3차원 쐐기해석(wedge analysis) 및 두 가지 방법의 2차원적 절편법을 이용하여 강관다단 그라우 팅으로 보강된 터널의 막장 지보압을 산정하였다. 절편법 l(slice method 1)은 파괴면을 logarithmic spiral로 가정하고, 절편법 2(slice method 2)는 파괴면을 직선으로 가정하였다.
- 2절에서 얻은 막장 지보압 값의 타당성과 투수계수의 이방성이 막장 지보압에 미치는 영향을 검토 하였다. 해석은 터널의 1회 굴진장을 1.0m로 가정하여 20.0m까지의 굴착을 수행하였다. 강관은 약 0.
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