측압계수 및 편토압 변화에 따른 병설 터널의 지보재 거동 분석
Analysis of Support Behavior in Parallel Tunnels Under Varying Lateral Pressure Coefficients and Earth Pressure
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초록
본 연구에서는 측압계수와 편토압이 터널 거동에 미치는 영향을 분석하고 안정성 확보를 위한 대책방안을 마련하기 위해GTS NX 수치해석을 활용하여 다양한 지형 조건에서 측압계수 변화에 따른 터널 및 지보재의 거동을 분석하였다. 연구 결과, 측압계수가 증가할수록 터널의 내공 변위와 전단 변위가 증가하는 경향을 보였으며, 특히 측압계수 2.0에서 변위가 가장크게 나타났다. 또한, 지형 경사가 증가할수록 터널 변위가 커졌으나, 경사 30°이상에서는 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 록볼트의 축력 분석 결과, 더 큰 토압을 받는 터널측이 적은 토압을 받는 터널측보다 높은 응력을 받는 비대칭적 거동을나타냈으며, 최대 축력은 경사 30°이상에서 좌측과 우측 상단부 록볼트에서 발생하였다. 본 연구를 통해 측압계수 및 편토압변화가 터널 안정성에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였으며, 향후 실제 시공 현장의 계측 데이터를 활용한 추가적인 검증이필요할 것으로 판단된다.
Abstract
In this study, GTS NX numerical analysis was conducted to analyze the effects of the lateral pressure coefficient and earth pressure on tunnel behavior. The results showed that as the lateral pressure coefficient increased, both the tunnel's convergence and crown displacement also increased, with the largest displacement observed at a coefficient of 2.0. Additionally, as the terrain slope increased, tunnel displacement tended to grow; however, the rate of increase diminished beyond a 30° slope. The analysis of rock bolt axial force revealed asymmetric behavior, with the side of the tunnel experiencing greater earth pressure exhibiting higher stress than the other side. The maximum axial force occurred at the upper sections of the rock bolts on both the left and right sides for slopes exceeding 30°. Through this study, the influence of lateral pressure coefficient and earth pressure variations on tunnel stability was quantitatively analyzed.