A study on analysis of tunnel behaviors considering the characteristics of in-situ stress distribution in rock mass

암반응력의 분포특성을 고려한 터널거동 분석에 관한 연구

In construction of a structure in underground space, in-situ stress in rock mass has great effect on the stability of the structure. Especially, the direction and magnitude of rock stress have influence on the excavation method, the choice of support and reinforcement method for establishing the stability of tunnel. Therefore, it is very important to consider the characteristics of in-situ stress in rock mass for tunnel stability analysis. In this study, a reasonable design method for underground structure was reviewed through the case study for tunnel design considering in-situ rock stress. For this purpose, the estimation for SRF (Stress Reduction Factor) as input parameter in rock classification using Q-System and the assesment for tunnel support were studied. Also, considering the characteristics of in-situ rock stress such as the magnitude of K and the direction of principal stress, the parameter studies for tunnel stability analysis were carried out. An improved method was proposed for obtaining the better results in the tunnel stability analysis.

지하암반에서 지하구조물을 구축하는 경우, 지하구조물의 안정성 확보를 위한 굴착, 지보 및 대책공법은 현지 암반응력의 크기 및 방향에 큰 영향을 받게 된다. 따라서 터널과 같은 지하구조물의 설계와 안정성 해석에 있어서 현지 암반응력의 분포특성을 고려하는 것은 대단히 중요한 문제라고 할 수 있다. 본 연구에서는 암반응력을 고려한 터널설계 사례를 통하여 합리적이고, 안정적인 지하구조물 설계 방안에 대하여 고찰하고자 하였다 이를 위하여 Q-System에 의한 암반분류시 입력변수인 응력저감계수(SRF) 평가과정 및 표준지보패턴 설계 사례에 대하여 검토하였다. 또한 터널안정성 해석시 측압계수 크기 및 주응력 방향을 변수로 한 수치해석을 수행하여 터널 안정성 해석시 개선사항에 대하여 제안하였다.