불투수성 암반 위에 건설된 Box터널의 인접 흙막이 굴착시 편수압에 의한 수평 거동 평가 (Evaluation of Horizontal Behavior due to Asymmetric Water Pressure during Adjacent Retaining Wall Excavation of a Box Tunnel Constructed on Impermeable Rock)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 25권 / 10호 / 505 ~ 514페이지
· 저자명 : 박성현, 조국환, 소학영

초록

불투수성 암반 위에 건설된 Box터널은 인접 굴착 공사가 이루어지는 경우 지하수위 변화에 의한 편수압이 작용할 수 있다. 본 연구는 수치해석을 이용하여 인접 굴착시 불투수성 암반 위에 건설된 Box터널에 대한 수평거동을 평가하였다. 이를 위해 수치해석을 실시하였으며 모래의 상대밀도와 터널의 이격 거리, 수두 조건에 따른 침투해석과 응력해석의 연계해석을 진행하였다. 해석 결과는 굴착 깊이에 따른 지하수위 변화와 Box터널의 수평변위간 관계를 분석하였으며 이를 통해 Box터널의 수평변위 예측 방안을 제시하였다. 연구 결과 Box터널터널의 수평변위는 Box터널 양쪽 지하수위 수두차와 굴착 단계별로 매우 유사한 경향을 보였다. 따라서 이를 정규화하여 변위-수두비를 제안하였으며 그 결과 변위-수두비의 상한값은 N=5일 때 2.52, N=25일 때 1.40, N=45일 때 0.93, 평균값은 N=5일 때 0.79, N=25일 때 0.35, N=45일 때 0.26인 것으로 나타났다. 제안된 변위-수두비는 Box터널의 양쪽 외벽에 주변 하천 등으로 인한 편수압이 작용하는 경우 수평 거동 예측 방안으로 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

영어초록

When an excavation is carried out adjacent to a Box tunnel constructed on impermeable rock, asymmetric water pressure due to changes in the groundwater level can act on the tunnel. This study evaluated the horizontal behavior of a Box tunnel constructed on impermeable rock during adjacent excavation. Numerical analysis was conducted, which involved coupled seepage and stress analyses based on the relative density of sand, tunnel spacing, and head conditions. The analysis examined the relationship between the changes in groundwater level and horizontal displacement of the Box tunnel at different excavation depths. Based on these findings, a method for predicting the horizontal displacement of a Box tunnel was proposed. The study results suggest that the horizontal displacement of the Box tunnel shows a similar trend to the hydraulic head difference of the groundwater levels on both sides of the tunnel at each excavation step. Therefore, a displacement-hydraulic head ratio was proposed by normalizing these results. The upper limit values of the displacement-hydraulic head ratio were 2.52, 1.40, and 0.93 when N=5, N=25, and N=45, respectively. The average values were 0.79, 0.35, and 0.26 when N=5, N=25, and N=45, respectively. The displacement-hydraulic head ratio can be used to predict horizontal movement when an uneven water pressure, such as from nearby rivers, acts on the outer walls of the Box tunnel.

참고자료

· 없음