A study on analysis method for the prediction of changes in ground condition ahead of the tunnel face

터널 막장 전방의 지반 변화 예측을 위한 해석기법에 관한 연구

The purpose of this study is to present an analysis method for the prediction of the changes m ground conditions. To this end, three dimensional convergence displacements are analyzed in several ways to estimate the trend of displacement changes. Three-dimensional arching effect is occurred around the unsupported excavation surface including tunnel face when a tunnel is excavated in a stable rock mass. If the ground condition ahead of tunnel face changes or a weak zone exists, a diagnostic trend of displacement change is observed by the 3 dimensional measurement and numerical analysis. Therefore, the change of ground condition and the existence of a weak zone ahead of tunnel face can be predicted by monitoring 3-dimensional absolute displacements during excavation, and applying the methodology (the ratio of L/C, $C/C_o$, etc.) presented in this study.

본 연구의 목적은 막장전방에 연약대가 존재할 때 터널 3차원 내공변위를 여러 가지 방법으로 해석하여 변위의 발생경향을 밝히고 지질변화를 예측하는 해석기법을 제시하는 것이다. 안정된 지하 암반에 터널을 굴착하게 되면, 터널 막장면을 포함한 무지보 굴착면 주위에 3차원적인 하중전이 현상이 나타나는데 막장 전방의 지반 상태가 변화하거나 연약대가존재하면 특정한 변위 경향을 보이는 것이 3차원 계측 및 수치해석결과 확인되었다. 그러므로, 시공중인 터널 내에서 3차원 절대 내공 변위를 측정하여 본 연구에서 제시된 계측해석 기법 (L/C비, $C/C_o$ 등)을 적용하면 터널 막장 전방의 지층변화나 연약대의 존재를 사전에 예측할 수 있을 것으로 판단된다.