Abstract
The geological characteristics of Korea are that we can encounter the rock layer only after 10m of excavation, methods to presume the rock pressure distribution of the rock layer is urgently needed. When using the existing empiric science of Terzaghi-Peck, Tschebotarioff to measure the rock pressure of the rock layer, underestimate the real strength because of the cohesion is ignored. Therefore calculating the horizontal sliding force of wedge block, which includes the dips and shear strength of discontinuities and surcharge load etc., think to be to getting a closer rock stress of the real rock pressure acting upon the earth structure in rock mass. This research use Coulomb soil pressure theory assuming that the backfill soil will yield wedge failure when it has cohesion, applying Prakash-Saran(l963), and then it uses equilibrium of force and shear strength $\tau$=c+$\sigma$tan $\Phi$ of the cliscontinuities. Analyzing shear strength and dips of cliscontinuities using calculated theory according to the status of discontinuities aperture, we were able to find out that because the cohesion and friction angle of the rock layer itself is large enough, how the dip directions and dips facing the excavation face is the only factor deciding whether or not the rock stress is applied. The evaluated theory of this research should be strictly estimated, so that the many parameters such as c, $\Phi$value, types and structures of rock class, excessive lateral pressure, dynamic load, earthquake, needed later when calculating shear strength of discontinuities and especially the ground water effect acting on rock layer should be coumpted with many measuring data achieve at the insite to study the application.
우리나라 지질의 특성은 토층의 두께가 얇아서 보통 10m이상만 굴착해도 암반층이 나타나므로 대규모 지하굴착 공사시 암반층에서의 토압분포 산정방법이 절실하게 요구되고 있는 실정이다. 그러나, 암반층 암압산정시 기존의 경험식인 Terzaghi-Peck, Tschebotarioff식 등을 그대로 적용하는 것은 암반층의 점착력을 대부분 무시하게 되므로 실제 강도를 과소 평가하게 된다. 따라서 암반에서의 절리경사각, 절리면 전단강도, 지반 상재하중등을 고려한 쐐기형 블럭(Wedge Block)의 수평활동력을 산정하는것이 실제 암반층 토류구조물에 작용하는 암압과 근접할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 뒷채움 흙이 점착력을 갖는 흙인 경우 쐐기형상으로 파괴가 일어난다고 가정하여 Coulomb 토압이론을 확장하여 힘의 평형 조건을 이용해 Prakash-Saran(1963)이론과 절리면의 전단강도 결정공식 $\tau$=c+$\sigma$tan $\Phi$를 적용해서 암반층에 작용하는 암압을 산정하였다. 산정된 이론식을 이용하여 절리면 충전물의 상태 변화에 따른 절리면 전단 강도와 절리경사각을 바꿔가면서 해석해 본 결과, 암반층은 자체의 점착력과 내부마찰각이 크므로 절리방향과 경사각이 굴착면을 향해 어떻게 정해지느냐에 따라서 토압이 작용하기도 하고 작용하지 않을 수도 있다. 본 연구에서 산정된 이론식은 향후 절리면 전단강도 산정시 필요한 강도정수, 절리면의 방위와 상태, 과잉측압, 동적하중, 지진을 비롯한 많은 지반정수(Parameter)들을 보다 엄밀히 산정하고, 특히 암반층에 작용하는 지하수위 효과등을 고려하여, 실제 현장에서 계측된 많은 자료와의 분석을 통해 그 적용성이 검토되어야 할 것으로 판단된다.
