이방성 암반내 쌍굴터널의 안정성에 대한 모형실험 연구
A Study on the Stability of Twin Tunnels in Anisotropic Rocks Using Scaled Model Tests
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초록
본 연구에서는 30° 경사진 층리면을 가진 이방성 암반내 위치한 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 터널단면의 형상이 서로 다른 다섯 가지 모형에 대해 측압계수 2의 하중조건으로 축소모형실험을 실시하였다. 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였으며, 이 조건들이 터널의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 필라에서는 층리면을 따른 전단파괴가 발생하였으며 낮은 압력수준에서 균열이 발생하여 터널의 안정성은 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 사심아치형, 원형, 반원아치형 터널 모형들에 대한 실험에서 반원아치형 터널이 가장 작은 균열개시압력을 보여 터널안정성이 가장 작게 나타났으며, 원형 터널의 안정성이 가장 크게 나타났다. 또한, 사심아치형 터널의 변형거동은 원형 터널과 반원아치형 터널의 중간적인 형태를 나타내었으며 터널 안정성도 중간정도에 해당하였다. FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.
Abstract
In this study, scaled model tests were performed to investigate the stability of twin tunnels constructed in anisotropic rocks with 30° inclined bedding planes under the condition of lateral pressure ratio, 2. Five types of test models which had respectively different pillar widths and shapes of tunnel sections were experimented, where both crack initiating pressures and deformation behaviors around tunnels were investigated. The models with shallower pillar width showed shear failure of pillar according to the existing bedding planes and they were cracked under lower pressure than the models with thicker pillar width. In order to find the effect of tunnel sectional shape on stability, the models with four centered arch section, circular section and semi-circular arch section were experimented. As results of the comparison of the crack initiating pressures and the deformation behaviors around tunnels, the semi-circular arched tunnel model was the most unstable whereas the circular tunnel model was the most stable among them. Futhermore, the results of FLAC analysis were qualitatively coincident with the experimental results.
참고문헌 (10)
- Hak-moon Kim, "Effect of interferences and gound movement by twin tunnelling", Tunnel and Underground Space, 7(2), pp.136~142 (1997)
- Jung-Soon Hwang, "Suggestion of Stability Estimation Method for Pillar during Twin-Tunnel Excavation", proc. of Korean Society of Civil Engineers, pp.5610~5613 (2005)
- 백승철, "병설터널 보강 필라의 안정성 평가방법에 관한 연구", 한국지반환경공학회 논문집, 10(7), pp.81~91 (2009), 한국지반환경공학회
- D. W. Hobbs, "Scale model study of strata movement around mine roadways", Appratus, technique and some preliminary results, Int. J. of Rock Mech. Min. Sci, 3, pp.101~127 (1966)
- R. E. Goodman, "On modelling techniques for the study of tunnels in jointed rock", Fourteenth Symposium on Rock Mechanics, pp.441~479 (1972)
- 김종우, "쌍굴터널 주변지반의 변형거동에 관한 모형실험 연구", 터널과 지하공간, 14(5), pp.381~390 (2004), 한국암반공학회
- Bu-Sik Jang, "A study on the estimation of the behaviors of the reinforced pillar between twin tunnels by small-scale model test", Proc. of Korean Geotechnical Society, 789 (2006)
- 김종우, "호층암반내 비대칭 쌍굴터널의 안정성에 관한 모형실험 연구", 터널과 지하공간, 22(1), pp.22~31 (2012), 한국암반공학회
- 전석원, "石灰巖 空洞이 터널 安定性에 미치는 影響에 관한 硏究", 한국자원공학회지, 40(3), pp.147~158 (2003), 한국자원공학회
- 정형래, "이방성 암반의 방향성과 측압조건을 고려한 터널 모형실험 연구", 터널과 지하공간, 16(4), pp.313~325 (2006), 한국암반공학회