표제지
목차
요약 12
I. 서론 14
1.1. 연구의 배경 14
1.2. 연구 동향 16
1.3. 연구의 목적과 내용 19
1.3.1. 연구의 목적 19
1.3.2. 연구의 범위 및 내용 20
II. 이론적 고찰 23
2.1. 터널굴착에 따른 지반의 응력 23
2.1.1. 초기 응력 23
2.1.2. 2차 응력(유기응력) 26
2.2. 터널굴착에 따른 아칭효과 29
2.3. 적용 수치해석 프로그램의 개요 31
2.4. 연약대 근접 시 터널의 거동 33
2.5. 터널의 3차원 거동 분석 35
2.5.1. 터널 천단부의 축방향변위/수직변위 비 35
2.5.2. 영향선과 경향선 37
III. 터널 수치해석 모형 39
3.1. 적용 물성치 39
3.2. 해석단면 및 표준지보패턴 42
3.3. 수치해석 영역범위 44
3.4. 수치해석 순서 46
3.5. 측압계수 48
3.6. 파괴기준 48
3.7. 전·후방 암반등급별 해석조건 49
IV. 영향선 및 경향선 분석결과 51
4.1. 해석 조건별 영향선 분석 51
4.1.1. Case1(전방 : 암반 1등급 & 후방 : 암반 2, 3, 4, 5 등급 조건) 51
4.1.2. Case2(전방 : 암반 2등급 & 후방 : 암반 3, 4, 5 등급 조건) 55
4.1.3. Case3(전방 : 암반 3등급 & 후방 : 암반 4, 5 등급 조건) 58
4.1.4. Case4(전방 : 암반 4등급 & 후방 : 암반 5 등급 조건) 60
4.2. 해석 조건별 경향선 분석 62
4.2.1. Case1(전방 : 암반 1등급 & 후방 : 암반 2, 3, 4, 5 등급 조건) 62
4.2.2. Case2(전방 : 암반 2등급 & 후방 : 암반 3, 4, 5 등급 조건) 65
4.2.3. Case3(전방 : 암반 3등급 & 후방 : 암반 4, 5 등급 조건) 68
4.2.4. Case4(전방 : 암반 4등급 & 후방 : 암반 5 등급 조건) 70
4.3. 해석 조건별 통합 분석 72
4.3.1. Case1(전방 : 암반 1등급 & 후방 : 암반 2, 3, 4, 5 등급 조건) 72
4.3.2. Case2(전방 : 암반 2등급 & 후방 : 암반 3, 4, 5 등급 조건) 76
4.3.3. Case3(전방 : 암반 3등급 & 후방 : 암반 4, 5 등급 조건) 79
4.3.4. Case4(전방 : 암반 4등급 & 후방 : 암반 5 등급 조건) 81
4.4. 종합분석 결과 86
4.5. 제언 및 고찰 88
V. 결론 93
참고문헌 95
ABSTRACT 100
표 3.1. 해석에 적용된 물성치 39
표 3.2. 단위중량 (kN/㎥) 및 프와송비 비교 40
표 3.3. 변형계수(㎫) 비교 40
표 3.4. 점착력(㎪) 및 내부마찰각 (˚) 비교 41
표 3.5. 표준지보패턴(철도설계기준, 2018) 43
표 3.6. 해석조건에 따른 전·후방 암반등급 50
표 4.1. 전·후방 암반등급별 응력전이 및 천단침하 87
그림 1.1. 산악터널의 암반등급 분포 예 15
그림 1.2. 연구 구성 및 흐름 22
그림 2.1. 암반 내 임의 점에서의 응력상태 24
그림 2.2. (a) 지표로부터 심도에 따른 연직응력의 크기... 25
그림 2.3. 탄성체 내 원형공동 주위의 응력 27
그림 2.4. 터널 막장에서의 3차원 거동 29
그림 2.5. 터널 막장에서의 3차원 하중전달 및 변위 30
그림 2.6. Explicit 수치해석 모델의 흐름도 32
그림 2.7. 연약대 접근 시 아칭효과에 의한 수직, 종방향, 수평방향 변위의... 34
그림 2.8. 내공 경사각(α)의 정의 35
그림 2.9. 경암층에서 연암층으로 막장면이 접근할 때 L/C비의 변화 36
그림 2.10. 막장면이 파쇄대층에 접근할 때 영향선과 경향선의 변화 38
그림 3.1. 터널 표준단면 42
그림 3.2. 수치해석 영역범위 44
그림 3.3. 지보패턴별 수치해석 순서 모식도(계속) 46
그림 3.4. 해석조건별 모식도 49
그림 4.1. 1&1 조건에서의 영향선 그래프 52
그림 4.2. 1&2 조건에서의 영향선 그래프 52
그림 4.3. 1&3 조건에서의 영향선 그래프 53
그림 4.4. 1&4 조건에서의 영향선 그래프 53
그림 4.5. 1&5 조건에서의 영향선 그래프 54
그림 4.6. 2&2 조건에서의 영향선 그래프 55
그림 4.7. 2&3 조건에서의 영향선 그래프 56
그림 4.8. 2&4 조건에서의 영향선 그래프 56
그림 4.9. 2&5 조건에서의 영향선 그래프 57
그림 4.10. 3&3 조건에서의 영향선 그래프 58
그림 4.11. 3&4 조건에서의 영향선 그래프 59
그림 4.12. 3&5 조건에서의 영향선 그래프 59
그림 4.13. 4&4 조건에서의 영향선 그래프 60
그림 4.14. 4&5 조건에서의 영향선 그래프 61
그림 4.15. 1&1 조건에서의 경향선 그래프 62
그림 4.16. 1&2 조건에서의 경향선 그래프 63
그림 4.17. 1&3 조건에서의 경향선 그래프 63
그림 4.18. 1&4 조건에서의 경향선 그래프 64
그림 4.19. 1&5 조건에서의 경향선 그래프 64
그림 4.20. 2&2 조건에서의 경향선 그래프 65
그림 4.21. 2&3 조건에서의 경향선 그래프 66
그림 4.22. 2&4 조건에서의 경향선 그래프 66
그림 4.23. 2&5 조건에서의 경향선 그래프 67
그림 4.24. 3&3 조건에서의 경향선 그래프 68
그림 4.25. 3&4 조건에서의 경향선 그래프 69
그림 4.26. 3&5 조건에서의 경향선 그래프 69
그림 4.27. 4&4 조건에서의 영향선 그래프 70
그림 4.28. 4&5 조건에서의 영향선 그래프 71
그림 4.29. 1&1 조건에서의 영향선과 경향선 72
그림 4.30. 1&2 조건에서의 영향선과 경향선 73
그림 4.31. 1&3 조건에서의 영향선과 경향선 74
그림 4.32. 1&4 조건에서의 영향선과 경향선 74
그림 4.33. 1&5 조건에서의 영향선과 경향선 75
그림 4.34. 2&2 조건에서의 영향선과 경향선 76
그림 4.35. 2&3 조건에서의 영향선과 경향선 77
그림 4.36. 2&4 조건에서의 영향선과 경향선 77
그림 4.37. 2&5 조건에서의 영향선과 경향선 78
그림 4.38. 3&3 조건에서의 영향선과 경향선 79
그림 4.39. 3&4 조건에서의 영향선과 경향선 80
그림 4.40. 3&5 조건에서의 영향선과 경향선 80
그림 4.41. 4&4 조건에서의 영향선과 경향선 81
그림 4.42. 4&5 조건에서의 영향선과 경향선 82
그림 4.43. 1&5 조건에서의 터널 천단부 주응력 영향선 83
그림 4.44. 2&5 조건에서의 터널 천단부 주응력 영향선 83
그림 4.45. 3&5 조건에서의 터널 천단부 주응력 영향선 84
그림 4.46. 4&5 조건에서의 터널 천단부 주응력 영향선 84
그림 4.47. 암반등급 변화부 굴착 직전의 주응력도(3&5 조건) 85
그림 4.48. 암반등급 변화부 굴착 직후의 주응력도(3&5 조건) 85
그림 4.49. 암반등급 변화부의 조건에 따른 천단침하 변화율 86
그림 4.50. 적정성 확인을 위한 해석 모델링도 89
그림 4.51. 숏크리트 휨 압축응력도 90
그림 4.52. 암반등급 변화부에서의 최대 주응력도 변화 91
그림 4.53. 최소 주응력도(최종 해석단계) 92
그림 4.54. 최대 주응력도(최종 해석단계) 92