Load transfer mechanism due to tunnel excavation in the jointed sandy ground

불연속면을 포함한 사질토 지반에서 터널 굴착에 따른 하중전이

This study is focused on the finding out load transfer mechanism in the ground near the tunnel during tunnel excavation in the jointed sandy ground. Laboratory model tests were performed on various cases of the overburden heights above tunnel crown, location, and degree of discontinuity planes. For model tests, a movable plate was installed in the midst of the bottom of sandy ground. This plate, moving downwards, was intended to model the stress relaxation during tunnel excavation. The load transfer was measured at the fixed separated bottom plates adjacent to the movable plate. As the result, the loosening zone and the load-transfer form around the tunnelling site were affected by the overburden height and the characteristics of discontinuous planes. And large loosening zone was developed along the discontinuous planes which were close to the tunnel.

본 연구에서는 활동성 불연속면을 포함하고 있는 모래지반에 터널을 굴착할 때에 터널 주변의 원지반에 발생되는 아칭을 규명하기 위하여 터널 상부의 토피고와 불연속면의 위치 및 각도를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험기의 중앙에 수직으로 이동이 가능한 가동판을 설치하고 모래지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 터널 굴착을 모형화 하였고, 토조의 바닥판에 로드셀을 부착하여, 아칭에 의한 하중전이를 측정하였다. 굴착에 의한 지표면의 침하거동은 변위측정센서를 지표면에 설치하여 측정하였으며, 실험 중에 연속사진촬영을 실시하고 지반조성시 일정한 간격으로 설치한 측점의 움직임을 관측하여 굴착에 의한 지반이완형태를 측정하였다. 본 연구 결과 터널굴착시 불연속면의 각도와 위치, 그리고 터널 상부의 토피고에 따라서 하중전이 형태와 이완영역이 변화하는 것을 확인하였으며 지반의 이완영역이 터널과 인접해 있는 불연속면을 따라 주변지반으로 점차 확대되어 가는 것을 알 수 있었다.