퇴적암 지반 Tunnel의 이방성해석

Anisotropic Analysis of Tunnel in Sedimentary Rocks

대구지역은 광범위한 층리가 균일한 형태로 발견되는 지역으로 역학적인 이방성을 나타내고 있다. 이러한 이방성을 가진 지반은 지하 구조물의 거동이 등방과 다른 양상을 보이므로 이방성해석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서 대구지역 셰일에 대해 암판정상 경암과 보통암에 대해 동일한 시료에서 등방과 이방상태의 탄성정수를 층리각도($\beta$)별로 산출하였고 이것을 바탕으로 하여 유한 요소법을 사용한 이방성 해석을 수행하였다. 해석결과 이방상태의 응력과 변위의 결과는 등방과 다름을 알 수 있었다. 변위는 층리각에 따라 등방에 비해 지표면에서 약 3배까지 증가하며, 록볼트는 최대 2.04배, 숏크리트는 2.93배 증가하게 나타난다. 또한, 측압계수(K$_{0}$)가 이방성 암반과 터널구조물에 미치는 영향을 알 수 있었다. 따라서, 본 지역과 같은 층리가 존재하는 지반의 구조물 건설에서 이방성해석이 필수적임을 알 수 있다.