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A New Design Method of Reinforcement Ahead of a Tunnel Face by using Convergence-confinement Method and Load-transfer Approach

내공변위-제어법과 새로운 하중전이함수를 이용한 터널 천단보강공 설계

  • Received : 2008.09.29
  • Accepted : 2009.03.12
  • Published : 2009.03.31

Abstract

In this study the behavior of a steel pipe structure used as an auxiliary method was evaluated by the convergence-confinement method and load-transfer approach, and the result was compared with that of numerical approach and in-situ measured data. As calculated partially increased displacement of the installed pipe to obtain the tunnel displacement. A numerical analysis simulate well the general behavior of measured displacement of tunnel crown. Through this study, it was found that the proposed procedure produces conservative result so that it can be applied in preliminary design of the auxiliary method of tunnel face.

본 연구에서는 터널의 강관삽입형 천단보강공 설계 시 강관의 작용하중을 내공변위-제어법으로 산정하고, 주변지반과 보강공의 상호거동을 보다 실제적으로 고려할 수 있는 하중전이법을 적용하여 지반변위와 보강용 강관의 단면력 등 터널의 거동을 분석하였으며, 그 결과를 FLAC-3D 및 실제 계측결과와 비교 분석하였다. 본 연구결과, 제안기법으로 산정한 굴착단계별 터널의 변위는 수치해석 및 계측결과와 유사한 경향을 보이나, 강관의 보 거동에 따른 국부적인 변위발생에 따라 수치해석 결과보다는 약간 큰 결과를 보였다. 본 제안기법은 해석과정이 용이하며 수치해석 결과 및 계측결과와 잘 일치하여 터널 천단보강공의 예비설계에 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김태식, 정상섬, 김영호(2008) 모형실험을 통한 말뚝의 p-y곡선에 관한 연구, 대한토목학회 논문집, 대한토목학회, 제28권 제1C호, pp. 41-51.
  2. 박이근, 임종철(2004) 강관 다단 그라우팅 공법(UAM)의 설계법 제안, 한국지반공학회 논문집, 한국지반공학회, 제20권 제3호, pp. 17-28.
  3. 송기일, 조계춘(2006) 터널 사전보강 영역의 효과적 수치해석을 위한 등가 물성치 결정 기법, 한국터널공학회 터널기술지, 한국터널공학회, 제8권 제2호, pp. 151-163.
  4. 신영진, 김병민, 신종호, 이인모(2007) 침투력을 고려한 터널의 지반반응곡선, 한국터널공학회 논문집, 한국터널공학회, 제9권 제2호, pp. 183-204.
  5. 이두화, 추석연, 임상빈, 박영진, 안성주(2002) 암반 터널에서의 시공단계를 고려한 암반-지보 거동특성 곡선적용에 관한 연구, 한국터널공학회 터널기술지, 한국터널공학회, 제4권 제2호, pp. 143-153.
  6. 장석부, 권승, 김기림, 허도학(2002) 터널막장 보강을 위한 합리적인 천단보강공법 설계기법, 한국터널공학회 터널기술지, 한국터널공학회, 제4권 제3호, pp. 6-12.
  7. Carranza-Torres, C. (1998) Self-similarity analysis of the elastoplastic response of underground openings in rock and effects of practical variables. A Thesis for the degree of doctor of philosophy.
  8. Caranza-Torres, C. and Fairhurst, C. (2000) Application of the convergence-confinement method of tunnel design to rock masses that satisty the Hoek-Brown failure criterion. Tunnelling and Underground Space Technology, Vol. 15, No. 2, pp. 187-213. https://doi.org/10.1016/S0886-7798(00)00046-8
  9. Coyle, H.M. and Reese, L.C. (1966) Load transfer for axially loaded piles in clay. American Society of Civil Engineers Journal of the Soil Mechanics and Foundation Engineering Division, Vol. 92(SM2), pp. 1-26.
  10. Jeong, S.S., Lee, J.H., and Lee, C.J. (2004) Analysis of tieback walls using proposed p-y curves for coupled soil spring. Computers and Geotechnics, Vol. 31-6, pp. 443-456. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2004.05.003
  11. Kikuchi, K., Mito, Y., and Adachi, T. (1995) Case study on the mechanical improvement of rock masses by grouting. Rock Foundation, Balkema, pp. 393-398.
  12. Peila, D. and Oreste, P. P. (1995) Axisymmetric analysis of ground reinforcing in tunnelling design. Computer and Geotechnics, Vol. 17, pp. 253-274. https://doi.org/10.1016/0266-352X(95)93871-F
  13. Peila, D. (2005) Ground Reinforcing for Tunnelling; The Example of Steel Pipe Umbrella. ITA/AITES-Training Course Lecture.
  14. Reese, L.C. (1997) Analysis of laterally loaded piles in weak rock. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 121, No. 7, pp. 113-127.
  15. Seed, H. B. and Reese, L. C. (1957) The action of soft clay along friction piles. Transaction, ASCE, Vol. 122.