영구 터널지보재로서의 활용을 위한 GFRP 록볼트의 역학적 거동 분석
Analysis for Mechanical Behavior of GFRP Rock Bolt for Permanent Support of Tunnel
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초록
록볼트는 주변 지반의 지보 기능을 유리하게 활용하기 위한 부재로서 일반적으로 소요의 강도 이상을 가진 강재로 된 이형봉강을 활용하고 있다. 그러나, 부식성 요소가 많은 지하수 조건에서는 강재의 부식으로 인한 록볼트의 파괴로 터널 및 사면안정의 보수, 보강 및 유지관리 문제가 많이 발생하게 된다. 이러한 문제를 해결하고 영구적으로 사용가능한 터널 지보재로 활용하기 위한 실질적인 거동을 모사하여 GFRP 록볼트의 거동에 대한 실험적 평가를 실시하였다. 이 연구는 GFRP 록볼트의 인장성능 평가시험 및 전단성능 평가시험을 통해 도출된 GFRP 록볼트의 구조적 특성을 바탕으로 구조해석을 통한 사면안정해석을 실시하여 안전율을 평가하였다. 실험 결과 기존에 사용하던 강재 록볼트의 대체 재료로서 충분히 터널 지반의 안정성을 확보 할 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
Rock Bolt generally utilizes deformed reinforcing bar welded from structural steel of which strength is higher than required for making advantageous use of the support function of ground. In the condition with highly corrosive underground water, however, problem frequently occurs on tunnel and slope stabilization in terms of repair, rehabilitation and maintenance issues due to the destruction of Rock Bolt by corrosion of steel. A structural performance evaluation for GFRP Rock Bolt was conducted for the purpose of resolving the foregoing problem and at the same time developing a permanently-usable support material. This study intended to evaluate the safety factor of GFRP Rock Bolt by implementing the slope stability interpretation via structural analysis on the basis of its structural characteristics derived from both tensile force function test and shear force function test. It is judged based on the results that GFRP Rock Bolt would secure sufficient ground stability as an alternative material for existing Steel Rock Bolt.
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