토사터널에서 강관다단그라우팅의 겹침길이에 대한 연구
Experimental Study on Overlay Length of Umbrella Arch Method at the Tunnel in Sandy Ground
- 주제(키워드) 강관다단그라우팅 공법 , 겹침길이 , 터널굴착 , 모형시험장치 , 토압
- 주제(KDC) 535
- 주제(DDC) 624
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이상덕
- 발행년도 2007
- 학위수여년월 2007. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설교통공학과
- 본문언어 한국어
초록/요약
강관다단그라우팅 공법은 주로 터널을 굴착할 때에 지반을 보강하고 굴진면의 안정성을 증대시킬 목적으로 적용되어 왔다. 그러나 보강효과의 확인이나 예측이 어렵고 강관다단그라우팅의 겹침길이에 따른 굴진면과 주변지반 안정성에 대해서는 재료적인 특성을 고려한 일부 수치해석적 연구를 제외하고는 연구가 매우 부족하여 완전한 기본 이론이 정립되어 있지 않다. 따라서 강관다단그라우팅 보강공법은 대부분 경험에 의존해서 설계·시공하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 폭 30㎝, 높이 87㎝, 길이 113㎝의 모형시험기를 이용한 실내모형시험을 통해 굴진면 및 주변지반의 안정성을 분석하여 강관다단그라우팅 보강재의 적정 겹침길이를 제시하고자 수행하였다. 시험에 사용된 모형지반은 주문진 자연사를 사용하여 조성하였으며, 터널의 천단부까지 지반을 조성한 후에 강관다단 보강부를 굴진면 천단부에 10°의 각도로 설치하면서, 상부지반을 조성하였다. 강관다단보강재의 겹침길이(L)를 달리하고 터널굴착에 따른 굴진면의 수평토압과 터널종단상의 토압분포를 측정하여 분석하였다. 연구결과, 굴진면에 작용하는 수평토압은 강관다단 보강재의 중간위치(L/2) 위치 이후에서는 무보강시와 같아져서 보강효과가 없는 것으로 나타났다. 또한 겹침길이를 L/3로 시공할 경우에는 겹침길이를 L/2로 시공한 경우보다 보강효과가 적게 나타났다.
more초록/요약
Umbrella Arch Method(UAM) have been widely used to reinforce the ground and to improve the stability of tunnel face. Although UAM has been successfully applied to many tunnel construction, its theoretical study based on its mechanism is not enough yet. In this research, the laboratory model tests were accomplished to find the appropriate overlay length of the UAM in the sandy ground. Model test box, which was 300 mm width, 870 mm height with 1130 mm length, was used for this tests. Sandy ground was homogeneously built by natural Joomunjin sand(SP) by using sand curtain method, and ground was reinforced by pipe roof with various lengths. The pipe roof was installed on tunnel crown in 10 degrees upwards after constructing the ground on tunnel crown. Lateral earth pressure on tunnel face and vertical earth pressure on longitudinal tunnel line at crown level were measured. Test results show that the reinforcing effect of UAM decreased after excavation of the first half(L/2) of pipe roof, and almost the same lateral earth pressure on tunnel face as that in not reinforced case was measured during the excavation of second half of pipe roof. The reinforcing effect in half overlay(L/2) is larger than that in one third overlay(L/3).
more목차
제 1 장 서론 = 1
1.1 연구배경 = 1
1.2 연구내용 = 2
제 2 장 이론적 배경 = 3
2.1 터널굴착에 따른 주변지반의 거동 = 3
2.1.1 터널의 이완하중 = 3
2.1.2 터널굴착에 따른 하중전이 = 7
2.1.3 굴진면의 거동 특성 = 8
2.1.4 굴진면의 안전성 검토 = 15
2.2 강관다단그라우팅 보강방법 = 17
2.2.1 보강 원리 = 17
2.2.2 강관다단그라우팅에 의한 천단부 보강 = 19
제 3 장 실내모형시험 = 26
3.1 시험개요 = 26
3.2 모형지반의 특성 = 26
3.2.1 물리적 성질 = 27
3.2.2 역학적 성질 = 28
3.3 모형시험장치 = 29
3.3.1 모형토조 = 29
3.3.2 터널모형 = 30
3.3.3 굴진장치 = 32
3.3.4 지반조성장치 = 33
3.3.5 강관다단그라우팅 보강재 = 34
3.4 계측 = 35
3.5 모형시험변수 = 37
3.6 시험방법 = 39
제 4 장 시험결과 = 40
4.1 터널 천단부의 연직토압 = 40
4.2 굴진면의 수평토압 = 43
4.2.1 겹침보강시 굴진면의 수평토압 = 43
4.2.2 보강패턴에 따른 수평토압 비 = 46
제 5 장 결론 = 48
참고문헌 = 49
Abstract = 51
