- 권한신청
- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
5권 3호
초록
본 연구에서는 활동성 불연속면을 포함하고 있는 모래지반에 터널을 굴착할 때에 터널 주변의 원지반에 발생되는 아칭을 규명하기 위하여 터널 상부의 토피고와 불연속면의 위치 및 각도를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험기의 중앙에 수직으로 이동이 가능한 가동판을 설치하고 모래지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 터널 굴착을 모형화 하였고, 토조의 바닥판에 로드셀을 부착하여, 아칭에 의한 하중전이를 측정하였다. 굴착에 의한 지표면의 침하거동은 변위측정센서를 지표면에 설치하여 측정하였으며, 실험 중에 연속사진촬영을 실시하고 지반조성시 일정한 간격으로 설치한 측점의 움직임을 관측하여 굴착에 의한 지반이완형태를 측정하였다. 본 연구 결과 터널굴착시 불연속면의 각도와 위치, 그리고 터널 상부의 토피고에 따라서 하중전이 형태와 이완영역이 변화하는 것을 확인하였으며 지반의 이완영역이 터널과 인접해 있는 불연속면을 따라 주변지반으로 점차 확대되어 가는 것을 알 수 있었다.
Abstract
This study is focused on the finding out load transfer mechanism in the ground near the tunnel during tunnel excavation in the jointed sandy ground. Laboratory model tests were performed on various cases of the overburden heights above tunnel crown, location, and degree of discontinuity planes. For model tests, a movable plate was installed in the midst of the bottom of sandy ground. This plate, moving downwards, was intended to model the stress relaxation during tunnel excavation. The load transfer was measured at the fixed separated bottom plates adjacent to the movable plate. As the result, the loosening zone and the load-transfer form around the tunnelling site were affected by the overburden height and the characteristics of discontinuous planes. And large loosening zone was developed along the discontinuous planes which were close to the tunnel.
초록
복개 터널구조물은 친환경적 건설을 위하여 성토체는 일정 구배를 갖는 경사시공을 하게되고, 이로 인하여 복개 터널구조물에는 편토압이 작용하게 된다. 현재 복개 터널구조물의 설계를 위하여 일반적으로 적용되고 있는 구조공학적 해석시 연직토압은 콘크리트 라이닝 상부 성토체를 상재하중으로 고려하여 산정하고, 좌․우측에 작용하는 횡방향 토압은 정지토압 분포를 적용하고 있다. 그러나 이러한 토압분포는 콘크리트 라이닝 좌․우측 측벽부 외측에서 성토체의 경사시공에 의한 편토압의 영향을 고려할 수 없다. 따라서, 본 연구에서는 성토사면에 의한 편토압을 고려한 합리적인 복개 터널구조물 해석 및 설계를 위한 기본연구로써, 지반공학적 모델링 기법을 이용하여 성토사면에 의한 편토압 고려 방안을 제안하였으며, 구조공학적 해석기법을 통하여 제안된 편토압 고려방안의 적용성을 검토하였다.
Abstract
For environment-friendly construction, cut-and-cover tunnels have been constructed, thereby leading to embankment slopes with a number of steps. The slopes cause eccentric load on concrete lining of the tunnel. Nevertheless, uniform vertical and horizontal earth pressures, which are determined by considering a self-weight of embankment and K0, are routinely used in structural calculation. Distribution of the earth pressures applied to the lining will lead to a biased calculation far from the actual behavior of the lining. In this study, basic study, therefore, was performed to consider the eccentric load properly in design and analysis of a cut-and-cover tunnel. A method capable of considering the eccentric load in design was proposed and its applicability was numerically examined through a number of examples.
초록
암반은 그 특성상 매우 불균질하며, 조사 및 시험을 통하여 얻을 수 있는 자료는 아주 한정적이다. 이러한 이유 때문에 암반 중에 구조물을 구축하는 작업은 많은 불확실성 (uncertainties)을 내포하게 된다. 터널 설계에 있어서 주요 설계 파라미터인 지보패턴, 굴진장 및 굴착방법 등은 최적의 값으로 결정되어야 하나 그 결정이 쉽지 않으며, 결정을 잘못할 경우 원하지 않는 risk, 즉 터널 안정성의 저하 혹은 지보재의 지나친 보강으로 인한 경제적 손실을 발생시킨다. 본 연구에서는 터널설계 시 주요한 설계 파라미터인 지보패턴 및 굴진장을 위험도 분석 기법에 근거하여 결정하는 방법을 소개하였다. 지보량이 증가할수록 신뢰지수가 증가하여 터널의 안정성이 증가함을 정량적으로 확인할 수 있었으며, 터널의 붕괴 등으로 말미암아 발생할 수 있는 손실비용 및 공사비를 고려하여 위험도 분석을 실시함으로서 최적의 지보패턴 및 굴진장을 정량적으로 결정할 수 있었다.
Abstract
Rock mass is very inhomogeneous in nature and data obtained by site investigations and tests are very limited. For this reason, many uncertainties are to be included in the process of constructing structures in rock mass. In the design of a tunnel, support pattern, advance rate, and excavation method, which are important design parameters, must be determined to be optimal. However, it is not easy to determine those parameters. Moreover if those parameters are determined incorrectly, unexpected risk occurs such as decrease in the stability of a tunnel or economic loss due to the excessive supports etc. In this study, how to determine an optimal support pattern and advance rate, which are the important tunnel design parameters, is introduced based on a risk analysis. It can be confirmed quantitatively that the more supported a tunnel is, the larger reliability index becomes and the more stable the tunnel becomes. Also an optimal support pattern and advance rate can be determined quantitatively by performing a risk analysis considering construction cost and the cost of loss which can be occurred due to the collapse of a tunnel.
초록
터널 발파에 있어서 진동특성을 규명하기 위하여 브이-컷 심발패턴으로 시험발파를 수행하고, ‘터널 진행방향’과 ‘터널 진행직각방향’의 두 방향에서 발파진동을 계측하였다. 최대 지발당 장약량을 기준으로 지반의 진동전달 특성을 확인하기 위하여 자승근 환산거리와 삼승근 환산거리로 회귀분석을 수행한 결과 5mm/sec에서 교차점은 35∼45m였으며 터널 진행방향에서 측정한 경우가 터널진행직각방향에서 측정한 경우보다 진동수준과 진동감쇠가 더욱 크게 나타났으며, 근거리에서 이루어지는 터널발파의 경우 삼승근 환산거리 방식으로 설계하는 것이 더욱 바람직하였다. 또한 발파가 없었던 시기에 사전균열조사결과에서는 미소량의 균열이 진행되고 있었으며, 공사기간중 균열조사 결과는 옥외구조물의 균열허용기준치 0.33mm대비 51.5～81.8%였다.
Abstract
Tunnel blasting has been performed with V-cut to investigate the characteristics. Blasting vibrations were measured at two directions, the proceed direction and side direction. Propagation characteristics were determined by regression analysis; square root scaled distance and cube root scaled distance with maximum charge per delay of the blast. Testing result, The cross point was 62m in the allowable vibration velocity of 3mm/sec and 46m in 5mm/sec. Also, vibration level with measuring point was highest and decayed fastest, adapting to cube root scaled distance, for the proceed direction on ground.
초록
Terzaghi 터널 토압 산정식은 현재에 있어서도 보수적인 입장에서 터널 토압을 산정하는 지침으로 실무에서 활용되고 있다. 본 연구에서는 Terzaghi 터널 토압 모델을 성층 경사형 지반으로 확장하여 새로운 터널 토압 산정식을 유도하였으며 새롭게 유도된 터널 토압식을 이용하여 Terzaghi 터널 토압 산정식에 대한 재검토를 실시하였다.
Abstract
Terzaghi's tunnel theory has been accepted to calculate tunnel loads conservatively in practical design until now. In this study, Terzaghi's tunnel theory was expanded to the inclined-layer ground with inclination of ground and stratification. Finally a new tunnel load equation was induced utilizing the original Terzaghi's tunnel theory and Terzaghi's tunnel theory was reviewed as well.
초록
본 논문에서는 터널 굴진기의 모든 조작이 시스템 운용자에 의해 수동으로 운용 되고 있는 방법을 개선하여 터널 굴진기의 토크/추력 및 송/배니압을 자동으로 제어하는 방법을 제안한다. 이를 위하여 본 연구에서는 굴진 운용자의 토크/추력 및 송/배니압의 수동 제어 방법에 대해 체계적인 분석을 하였고 이를 바탕으로 퍼지 제어기와 경고 및 긴급 정지를 위한 제어기를 설계하였다. 제안된 시스템은 전문가 규칙으로부터 퍼지 규칙을 추출하였기 때문에 시스템 운용자들의 숙련된 제어 방법을 그대로 따르면서 시스템의 변화에 신속하게 대응 할 수 있다. 따라서 복잡한 환경에서 전문가의 역할을 대신할 수 있으며 기존에 운용자의 인지능력의 한계로 인해 시스템의 상태 변화에 빠르게 대응하기 어려웠던 점을 해결할 수 있다.
Abstract
Microtunneling techniques play a crucial role in the construction of pipelines. In this paper shows the automatic tunneling algorithm of microtunneling system by using fuzzy logic technology to assist operators assuring the quality of microtunneling construction. To have effective output value of fuzzy controller, we slightly modified the conventional defuzzificaton methods. The proposed automatic tunneling algorithm shows good tunneling results comparable with those of experts.
초록
일반적으로 석회암 공동발달지역의 터널지보는 터널의 안정성을 좌우하는 매우 중요한 요소중에 하나이다. 이를 위하여 설계단계에서 석회암 공동발달지역과 같은 불확실성 지반조건에서 터널의 지보패턴에 대하여서는 용이하게 결정 할 수 없을 것이다. 따라서 석회암 공동발달지역에서의 일반적으로 제시할 수 있는 터널지보패턴에 대한 표준화가 요구되어진다. 이 논문은 석회암공동발달지역에서의 터널지보패턴의 표준화기법에 대한 연구 결과를 제시하였다. 이 연구는 국내의 석회암 공동발달지역의 불확실한 지반조건에서의 터널지보 System에 대한 간편화 기법에 대하여 기술하였다. 특히, 석회암공동발달지역에 대한 지반의 등급화기법 뿐만 아니라 이에 따른 터널지보패턴 간편화 기법에 대하여서도 제시하였다. 또한, 석회암 공동지반등급과 지보패턴별 요구되는 보강 및 보조공법에 대하여서도 상세 서술하였다. 이 연구를 수행하기 위하여 석회암 공동이 발달되어 있는 OO지역에 계획되었던 터널에 대하여 실질적으로 설계과정을 통하여 지보패턴의 형식선정기법의 적용에 대한 연구를 실시하였다. 이 연구 결과를 통하여 향후 석회암 공동발달지역 뿐만 아니라 이와 유사지반에서의 터널지보 설계에 적용하므로써 터널기술향상을 도모할 것이다.
Abstract
In karst formation area, the tunnel support system is an important factor for the tunnel safety during operation. It is also not easy to determine the tunnel supporting system in the design stage. Therefore, it is necessary to standardize the tunnel supporting system in uncertain ground condition. This paper presents the standardization of the tunnel supporting systems to be adopt in karst formation. For the tunnel planned in the project area, karst features and the expected scenarios in the tunnel area were developed based on the results of the geological and geotechnical assessment. In order to provide specific supporting system and construction details for a wide range of possible karst features, the generalized typical support systems are developed according to the classification of karst features. In addition, the initial support systems and construction sequence for each karst feature are also presented in this paper.
초록
최근 산악터널의 지반조사에 전기 및 전자탐사를 실시하는 사례가 증가하고 있으며 지반의 전기비저항을 이용한 터널지반의 정량적 평가수법의 필요성이 요구되고 있다. 따라서 본 논문은 암석의 전기비저항과 탄성파속도가 각각 암석의 공극율과 밀접한 관계가 있는 것을 이용하여 지반의 전기비저항으로부터 탄성파속도를 환산하는 수법을 제안한다. 또 이 수법을 이용하여 실제터널에 있어서 지반의 전기비저항으로부터 탄성파속도를 환산하여 암반분류를 행하여 지보패턴을 설정하고 이를 실제 터널시공에 있어서 설정한 지보패턴과 비교함으로써 그 적용성을 검토한다.
Abstract
Electrical resistivity prospecting has been recently increased in the application to tunnel, landslide and other investigations in the civil engineering field. Therefore, it is essential to establish the rock mass classification technique using electrical resistivity data. In this paper, the authors, try to propose a technique which can classify tunnel rock mass using seismic wave velocities derived from electrical resistivity data. In addition, the applicability of the proposed tunnel rock mass classification technique is discussed, by comparing estimated support patterns with actually performed ones.