지하 암반 공동내 지보시스템의 구조적 안전성 평가 방법

A Method for Assessing Structural Safety of Ground-Support Systems in Underground Rock Cavern

NATM공법에 의한 지하 암반공동에서 숏크리트내의 불평형력이 지보 시스템에 전달되는 하중 전달 메커니즘을 고려하여 지보시스템내의 응력 재분배 과정을 모델링하였으며,그에 따른 지보시스템의 해석모델을 제안 하고 숏크리트의 탄성거동에 관하여 고찰하였다.응력 재분배 모델을 이용하여 설계변수가 변화함에 따라 지보시스템에 미치는 영향을 분석한 결과 숏크리트의 최대 압축응력은 현저히 감소되었다. 암반의 수평지압계수 및 탄성계수가 구조응답에 큰 영향을 미치나 지보시스템 자체의 특성 변화가 응답에 미치는 영향은 매우 적었다. 구조재의 안전율을 평가할 수 있는 상관식을 제시하였다. 본 연구결과를 이용하여 지하구조물의 안전성을 평가할 수 있을 것으로 기대된다.

A stress redistribution process in ground support system is mpdeled taking into consideration of load transfer mechanism of unbalanced load within shotcrete in a rock cavern constructed by NATM. The corresponding analysis model for ground support system is proposed and the elastic behavior of the shotcrete is studied. The effect on the support system due to variation of several design parameters is analysed with the proposed model. The suggested model yields considerably reduced maximum compressive stresses in shotcrete. Both the pressure coefficient in horizontal direction and the elastic modulus of rock mass govern overall responses, whereas the variation of the properties in support system shows a little difference in system responses. Interaction equations for evaluating safety factors for structural members are suggested. The result of this study can be used in the structural safety assessment of underground structures.