Comparison and validation on shotcrete modelling method for the quantitative stability estimation of a tunnel

터널의 정량적 안정성 평가를 위한 숏크리트 모델링 방법 비교 검증에 관한 연구

A method was suggested by You et al. (2000) to calculate safety factor of a tunnel based on numerical analysis with the shear strength reduction technique. In the method, the shotcrete is assumed to fail when its stress exceeds the allowable stress. The proposed method had been steadily developed by You et al. (2005) and Han et al. (2006). In this study, the previous routine was corrected so that tunnel construction sequences could be considered in calculating the safety factor of a tunnel. In addition, a proper way to model shotcrete is to be suggested by comparing with the previous studies.

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하는 방법으로 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고 전단강도 감소기법을 이용하여 지반과 숏크리트의 파괴를 고려한 안전율을 구하는 방법이 유광호 등(2000)에 의해 제시되 바 있고, 유광호 등(2005)과 한동식 등(2006)에 의해 꾸준히 수정 보완되었다. 본 논문에서는 터널의 안전율을 산정함에 있어 시공단계를 고려할 수 있도록 기존 routine을 수정 보완하였다. 또한, 전단강도 감소기법을 사용하여 연속체요소와 보요소로 숏크리트를 모델링하고, 허용응력설계법에 근거하여 파괴를 판단함으로서 터널의 안전율을 정량적으로 산정하는 기존 연구와의 비교를 통해 적정 숏크리트의 모델링 방법을 제시하고자 한다.