횡등방성 암반 내 터널의 이방성 해석
Anisotropic Analysis of Tunnel in Transversely Isotropic Rock
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초록
본 연구에서는 횡등방성 암반에서 이방성 정도에 따른 응력 차와 3차원 주응력 하의 터널방향, 이방성 정도에 따른 터널 단면에서의 2차원 응력 차를 이론적으로 구하였다. 구해진 응력상황 하의 터널에 대하여 FLAC2D를 이용하여 이방성 고려여부에 따른 천단, 측벽, 바닥의 응력 차를 비교·검토하였다. 그 결과 이방성을 무시할 경우 응력 조건에 무관하게 주응력의 크기와 방향이 다르게 나타나며, 이방성 정도가 커질수록 응력 차가 증가함을 알 수 있다. 이방성의 방향에 따라 응력 차가 달리 나타나며, 특히 이방성의 방향이 x축으로부터 시계반대방향으로 45 와 135 에서 가장 큰 응력 차가 발생함을 확인하였다.
Abstract
In this study, stress difference between isotropic and transversely isotropic rock mass, and planar principal stresses at the periphery of the tunnel in the rock with various ratio of anisotropy were determined theoretically. Stress differences between isotropic and anisotropic calculations at crown, side walls and floor of a tunnel with assumed stress states were analyzed and compare each other by FLAC2D, a finite differential element method. As a result, magnitude and direction of principal stresses in the case of ignoring anisotropy were different from those of anisotropic cases, whatever the stress state was. Stress difference increased as the ratio of anisotropy increased. Direction of anisotropy affected stress difference, especially in the cases of anisotropic directions of 45 and 135 of counterclockwise from x direction.
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