터널 천단지반 변위양상에 따른 지반이완
초록/요약
본 논문에서는 터널 굴착 시 발생되는 다양한 변위양상에 따른 지반의 하중전이 현상 및 아칭효과를 모형실험을 통해 규명하였다. 모형실험은 Terzaghi Trapdoor 시험을 개량한 방식으로 모형토조에서 수행하였다. 모형 토조는 1800(W)×900(H)×300(B)mm의 크기로 제작하였으며, 시험기 하단을 트랩도어 강하판 11개, 주변지반 좌, 우 24개, 총 35개의 판으로 분리하여 하중계를 설치하였다. 모형지반은 Sand curtain 방식으로 모래를 강사하여 조밀한 상태로 균질하게 조성 하였다. 가동부를 하강하여 천단지반 변위를 등변위형(DT-L), 오목곡선형(DT-C), 볼록곡선형(DT-E), 비대칭형(DT-S)으로 발생시키고 토피고를 0.5D, 1.0D, 1.5D, 2.0D로 변화시키면서 총 16가지의 조건에 대하여 시험하였다. 가동부와 주변지반의 하중변화는 물론 트랩도어 침하량 및 지표침하량을 측정하여 천단지반 변위양상과 토피고에 따른 하중변위곡선과 하중전이 및 지표변위를 분석하였다. 모형실험 결과 일정심도 이상에서 오목곡선형 침하(DT-C), 등 변위형 침하(DT-L), 비대칭형 침하(DT-S), 볼록곡선형 침하(DT-E)의 순으로 아칭효과가 크게 나타났다. 볼록곡선형 침하(DT-E)의 경우 천단부 침하가 발생되지 않은 상태에서, 어깨부 파괴가 일어났다. 비대칭형 침하(DT-S)의 경우 일정 심도 이상에서는 침하량 대비 하중변화율이 크게 발생하였다. 또한 한쪽부분의 급격한 침하로 파괴 후 하중집중 현상이 두드러지는 결과를 보였다.
more목차
제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구목적 및 방법 2
제 2 장 이론적 배경 3
2.1 터널 주변지반의 이완 3
2.1.1 터널 주변지반의 이완 및 범위 3
2.1.2 Terzaghi의 이완하중 6
2.2 아칭효과 11
2.3 얕은 터널의 파괴에 대한 안정성 12
2.3.1 얕은 터널의 파괴 12
2.3.2 얕은 터널의 함몰파괴 거동 13
제 3 장 모형실험 16
3.1 모형실험기 16
3.2 모형지반 물성치 19
3.2.1 물리적 특성 20
3.2.2 역학적 특성 22
3.3 실험변수 24
3.4 계측 25
3.4.1 계측장치 25
3.4.2 계측위치 26
3.5 실험방법 28
제 4 장 결과 및 분석 31
4.1 하중변위 31
4.1.1 토피고에 따른 하중변위 32
4.1.2 변위양상에 따른 하중변위 35
4.2 횡방향 하중전이 39
4.2.1 토피고에 따른 횡방향 하중전이 40
4.2.2 변위양상에 따른 횡방향 하중전이 43
4.3 지표침하 46
4.3.1 토피고에 따른 지표침하 46
4.3.2 변위양상에 따른 지표침하 49
제 5 장 결 론 53
참고문헌 55
Abstract 57
