실내실험 및 수치해석을 이용한 막장볼트의 최적 타설 개수에 관한 연구
A Study of the Optimum Installation Number of Face Bolts Using Laboratory Tests and Numerical Analysis
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초록
최근 국외에서는 터널막장의 안정을 위해 막장볼트의 시공실적이 급증하고 있고 관련된 많은 실험, 계측 등의 자료가 발표되고 있지만 현장마다 지반조건, 볼트 종류가 틀리기 때문에 설계 단계에서 최적의 타설개수를 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 우선 현장조사를 통하여 사용되는 막장볼트의 종류, 개수 등을 분석하였다. 이결과 막장볼트는 다른 공법과 병용하여 사용되는 경우가 많기 때문에 지반조건과의 상관관계는 보이지 않았다. 또한 현장조사를 바탕으로 한 실내시험 및 수치해석을 통해 터널 막장이 볼트로 보강되었을 경우 지반 및 볼트의 거동을 분석하였으며 특히 타설개수에 초점을 맞추었다. 실험결과 막장볼트의 개수가 증가할수록 지표면침하 및 막장수평변위는 지수함수 형태의 변위감소 분포를 보이고 있는 것으로 나타났다.
Abstract
The use of face bolt method has been increasing abroad recently. Hence, many tests and measurements are being conducted and reported. Also, it is well known that determination of the installation number of face bolts in the design stage is very difficult due to difference of the ground condition and the type of a bolt to be used. First of all, the type, the number, etc. of bolts used in various tunnel construction sites, investigated, are analyzed. The relationship between bolt and ground condition could not be found because bolts have been used with the other support methods in many cases. In the laboratory test and numerical analysis based on the site investigation, the behavior of ground and pipes installed on the tunnel face to support has been examined. Especially, the installed number is focused on. According to the result of tests, the surface settlement and the axial displacement of the face decrease exponentially as the number of installed bolts increases.
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