Abstract
In recent years, the use of underground spaces becomes more frequent and the demands for urban tunnels are rapidly increasing. The urban tunnels constructed in the ground with a shallow and soft cover might be deformed in various forms on the face, which would lead, the tunnels to behavior 3-dimensionally, which may have a great impact on the longitudinal load transfer. The tunnel face might deform in various forms depending on the construction method, overburden and the heterogeneity of the ground. And accordingly, the type and size of the distribution of the load transferred to the ground adjacent to the tunnel face as well as the form of the loosened ground may appear in various ways depending on the deformation form of the tunnel face. Therefore, in this study was conducted model tests by idealizing the deformation behavior of the tunnel face, that were constant deformation, the maximum deformation on the top and the maximum deformation on the bottom. And the test results were analyzed focusing on the deformation of the face and the longitudinal load transfer at the ground above the tunnel. As results, it turned out that the size and the distribution type of the load, which was transferred to the tunnel as well as the earth pressure on the face were affected by the deformation type of the face. The largest load was transferred to the tunnel when the deformation was in a constant form. Less load was transferred when the maximum deformation on the bottom, and the least load was transferred when the maximum deformation on the top. In addition, it turned out that, if the cover became more shallow, a longitudinal load transfer in the tunnel would limited to the region close to the face; however, if the cover became higher than a certain value, the area of the load transfer would become wider.
최근들어 지하공간의 활용이 빈번해지면서 도심지 터널의 수요가 급증하고 있다. 토피가 얕고 연약한 지반에 시공되는 도심지 터널에서는 굴진면에서 다양한 형태의 굴진면 변위가 발생할 수 있으며 이로 인해 터널이 3차원 거동하여 종방향 하중전이의 영향이 클 수 있다. 굴진면에서는 분할 굴착, 토피, 지반의 불균질성 등에 의해 다양한 형태의 변위가 발생할 수 있고, 이에 따라 지반의 이완형태는 물론 주변지반으로 전이되는 하중의 분포 형태와 크기가 다양하게 나타날 수 있다. 따라서 본 연구에서는 터널 굴진면의 변위거동을 등변위, 상부 큰 변위, 하부 큰 변위로 이상화하여 모형시험을 수행하였으며, 이를 분석하여 굴진면의 변위와 터널 상부 지반의 종방향 하중 전이를 집중적으로 연구하였다. 연구 결과 굴진면의 변위형태에 따라 굴진면에 작용하는 토압은 물론 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기와 분포형태가 다르게 나타났다. 터널 종방향으로 전이되는 하중의 크기는 굴진면 변위가 등변위 형태일때에 가장 크고 하부 큰 변위 형태일때와 상부 큰 변위 형태일때의 순서로 작아졌다. 또한 토피고가 낮아지면 터널 종방향 하중전이가 굴진면 근접부에 집중되어 발생되지만 토피고가 일정값 이상으로 커지면 하중전이 영역이 넓어지는 것으로 나타났다.
