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A Study on the Evaluation of the Loads Acting on the Pillar in Two-Arch Tunnel

2-Arch 터널 중앙벽체 작용하중 산정에 관한 연구

  • Published : 2007.11.30

Abstract

In this study, Matsuda formula used to evaluate the loads acting on the pillar was investigated and load reduction factor(${\alpha}$) was evaluated by numerical analysis to better apply for the design. From the results, normal stress was concentrated to one side due to excavation of preceding tunnel after construction of pillar. And 86.5% of maximum normal stress was revealed partly unequally when the ground was poor. By numerical analysis, $14{\sim}83%$ of total loads calculated by Matsuda formula decreased and then, from these results, load reduction factor(${\alpha}$) was estimated. From now on, stability and economic aspects could be guaranteed by applying the load reduction factor(${\alpha}$).

본 연구에서는 2-Arch 터널의 중앙벽체 작용하중 산정에 쓰여지는 Matsuda의 제안식을 검토하여 문제점을 분석하였으며, 현장지반조건을 반영하는 설계정수 산정을 위해 수치해석을 수행하여 Matsuda의 제안식에 계수 ${\alpha}$를 제안하여 2-Arch 터널 중앙벽체 작용하중을 재산정하였다. 지반+중앙벽체의 수치해석 결과, 중앙벽체 시공 후 선행터널 굴착에 의해 중앙벽체는 편측으로 응력이 집중되는 현상을 보였으며 터널 굴착 완료 후 중앙벽체 응력과 비교해 암반이 불량한 경우 최대 86.5%의 응력이 불균등하게 국부적으로 발현되었다. 주변지반의 특성에 따른 중앙벽체 작용하중을 수치해석으로 검토한 결과 제안식에 비해 $14{\sim}83%$의 하중이 감소되었으며, 이를 바탕으로 하중감소계수(${\alpha}$)를 산정하였다. 향후 2-Arch 터널 설계 시 하중감소계수(${\alpha}$)를 전용하면 2-Arch 터널 중앙벽체 구조물의 과다 설계를 피하고 안정성 및 경제성을 확보할 수 있을 건으로 판단된다.

Keywords

References

  1. 김상균, 김태혁, 이인모 (2003),'2-Arch 도로터널 설계 및 시공 개선방안 고찰.' 한국터널공학회지, pp.29-38
  2. 박동욱 (2003),도로터널에서 2-Arch 터널의 적용성과 문제점 개선사항에 대한 연구,한양대학교 석사학위 논문, pp.4-14
  3. 왕이완 (2001),'도로에서 2-Arch 터널의 적용성', 대한터널협회 정기학술발표회 pp.141-152
  4. 이상덕,전은숙 (2003),'사질토 지반에서 2-Arch 터널의 거동',한국터널공학회 논문집 Vol. 6,No.2, pp.171-182
  5. E. Soliman, H. Duddeck and H. Ahrens (1993), 'Two and Threedimensional Analysis of Closely Spaced Double-tube Tunnels', Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 8, No.1, pp.13-18 https://doi.org/10.1016/0886-7798(93)90130-N
  6. M. Kamimura (1997), 'Discussion on the behaviors of parallel tunnel with a small clearance', 28th ITA General Assembly and World Tunnel Congress, pp.898-906
  7. T. Addenbrooke and D. Potts (2001), 'Twin Tunnel Interaction: Surface and Subsurface Effects', The International Journal of Geomechanics, Vol. 1, No.2, pp.249-271 https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2001)1:2(249)
  8. T. Matsuda, K. Terada, M. Igarashi and K. Miura (1998), 'Ground behavior and settlement control of twin tunnels in soil ground', Tunnels and Metropolises, pp.1193-1198