표제지
목차
ABSTRACT 11
I장 서론 14
1. 연구배경 및 목적 14
2. 연구내용 및 방법 16
II장 터널굴착에 따른 지반거동 18
1. 터널굴착 개요 18
2. 지반의 초기응력 18
2.1. 자중에 의한 초기응력 19
2.2. 지질구조에 의한 초기응력 20
2.3. 지반의 측압계수 20
3. 터널굴착에 의한 이차응력 22
3.1. 지반이완에 의한 이차응력 23
3.2. 순지압에 의한 이차응력 24
3.3. 팽창압에 의한 이차응력 25
4. 터널굴착에 의한 지반거동 26
4.1. 탄성상태 지반거동의 이론해 26
4.2. 굴착에 의한 주변지반 변형 29
4.3. 터널 주변지반의 소성화 31
4.4. 지반의 지지아치 형성 33
4.5. 터널 주변지반의 이완하중 33
5. 터널굴착에 의한 지반-지보공의 거동 37
5.1. 굴착에 의한 지반·지보공의 거동 37
5.2. 지반-지보공의 시간 의존 거동 41
III장 터널 굴착 공법 45
1. 굴착공법 개요 45
2. 굴착공법의 분류와 특징 45
2.1. 막장면 분할굴착 공법 46
2.2. 터널축방향의 분할굴착공법 49
IV장 열차운전의 안전성 평가기준 52
1. 노반의 허용 변위량 기준 52
2. 궤도의 허용 변위량 기준 53
3. 열차운행의 안전관리 기준 53
V장 경부선 하부통과 터널의 수치해석 안정검토 57
1. 수치해석개요 57
1.1. 수치해석 기법 57
1.2. 터널굴착에 의한 지반의 3차원 거동과 2차원 수치해석 59
2. 열차운전의 안전을 위한 궤도 노반 및 터널 안정성 기준 61
2.1. 궤도 및 노반의 안정성 기준 62
2.2. 터널의 안정성 기준 63
3. 사용프로그램 64
3.1. 프로그램 개요 64
3.2. 프로그램의 적용 구성모델 (Constitutive Model) 64
4. 수치해석 조건 65
4.1. 측압계수 65
4.2. 그라우팅 보강영역의 물성치 산정 65
4.3. 해석영역 선정 67
4.4. 하중분담율 산정 67
4.5. 해석구간 결정 68
4.6. 해석 변수의 영향조건 69
4.7. 수치해석 적용 물성치 72
4.8. 해석위치 결정 72
5. 수치해석 결과 75
5.1. 해석결과 개요 75
5.2. 해석 결과의 ZONE별 열차운행 안전성 분석 78
5.3. 터널 안정성 분석 95
VI장 결론 97
참고문헌 101
〈표 2.1〉 측압계수에 따른 원형터널 굴착면의 접선방향 응력 σt의 크기[이미지참조] 29
〈표 2.2〉 Terzaghi 이완하중 (14, Terzaghi, 1946 tB 터널폭, tH 터널높이)[이미지참조] 39
〈표 2.3〉 하중분배율 크기 예 40
〈표 4.1〉 고속철도와 일반철도의 강화노반 두께 52
〈표 4.2〉 궤도관리 기준 항목 54
〈표 4.3〉 국외 궤도 정비 기준 55
〈표 4.4〉 국내 궤도 정비 및 마감기준 55
〈표 4.5〉 열차운행의 안전관리 기준 56
〈표 5.1〉 그라우팅 보강지반의 물성치 설계적용 사례 66
〈표 5.2〉 해석에 적용한 강관다단 그라우팅 보강지반의 적용물성치 67
〈표 5.3〉 2차원 해석에 적용한 하중 분담율 68
〈표 5.4〉 당초 및 변경된 터널굴착 계획 69
〈표 5.5〉 당초 및 변경된 지반조건 70
〈표 5.6〉 수치해석에 적용한 물성치 72
〈표 5.7〉 수치해석 위치 73
〈표 5.8〉 궤도노반 및 터널의 안정성 검토위치 74
〈표 5.9〉 간섭거리가 증가하는 Zone I 구간 77
〈표 5.10〉 이격거리가 증가하는 Zone II 구간 78
〈표 5.11〉 간섭거리 증가 및 풍화토 노출비율이 증가하는 Zone III 구간 78
〈그림 2.1〉 지질구조조건에 따른 연직토피압 21
〈그림 2.2〉 깊이에 따른 연직응력과 측압계수 측정치 22
〈그림 2.3〉 층상지반에 굴착한 터널 24
〈그림 2.4〉 원형 터널 주변지반 응력 27
〈그림 2.5〉 터널주변 소성영역과 탄성영역 30
〈그림 2.6〉 터널굴착 전후의 에너지 변화 (탄소성 거동) 32
〈그림 2.7〉 터널굴착 후 소성영역 발달상태 32
〈그림 2.8〉 Kommerell 모델 35
〈그림 2.9〉 Engesser의 모델 36
〈그림 2.10〉 터널주변의 지반이완상태 37
〈그림 2.11〉 터널의 하중분배율 40
〈그림 2.12〉 Fenner-Pacher (σr-△α)곡선[이미지참조] 41
〈그림 2.13〉 터널굴착에 따른 지반이완과 이완하중 44
〈그림 3.1〉 굴착공법 분류 45
〈그림 3.2〉 전단면 굴착공법 46
〈그림 3.3〉 상하 반단면 분할굴착공법 47
〈그림 3.4〉 다단면 분할굴착공법 49
〈그림 3.5〉 중벽분할(CD) 굴착공법 49
〈그림 3.6〉 롱벤치 굴착(long bench cut)공법 50
〈그림 3.7〉 숏벤치 굴착(shot bench cut)공법 51
〈그림 3.8〉 미니벤치 굴착(mini bench cut)공법 51
〈그림 5.1〉 터널굴착의 지반아칭 현상 59
〈그림 5.2〉 터널 막장 진행에 따른 천단변위 발생경향 60
〈그림 5.3〉 응력분배법과 강성변화법의 수치 해석방법 61
〈그림 5.4〉 KTX 터널과 경부선로의 이격거리별 Zone 설정 개념 75
〈그림 5.5〉 막장면에 나타난 풍화토 노출면적에 따른 Zone 선정 개념 76