An Experimental Study on the Effect of Malfunctioning of Drainage System on NATM Tunnel Linings

One of the most sensitive design specifications to be considered is infiltration and external pore-water pressures on underground structure construction. Development of pore-water pressure may accelerate leakage and consequently cause deterioration of the lining. In this paper, the development of pore-water pressure due to malfunctioning of drainage system and its potential effect on the linings are investigated using physical model tests. The deterioration procedure was simulated by controlling both permeability and flow rate. Development of pore-water pressure was monitored on the lining using pore pressure measurement cells. Test results identified the mechanism of pore-water pressure development on the tunnel lining. In addition, they showed that controlling flow rate is more effective method fur simulating deterioration procedure than permeability control. The laboratory model tests were reproduced using coupled numerical method, and showed that the effect of deterioration of drainage system can be theoretically expected using coupled numerical modeling method.

NATM 터널의 배수시스템 수리기능저하가 터널 라이닝에 미치는 영향

유입량과 라이닝에 작용하는 간극수압은 터널 설계시 고려해야 할 중요한 요소 중 하나이다. 간극수압의 발생은 누수를 가속화시키며 라이닝 열화를 초래한다. 본 논문에서는 모형실험을 통하여 배수시스템 기능저하로 인한 간극수압의 발생과 그 영향을 조사하였다. 배수시스템 기능저하거동은 배수재의 투수계수제어법과 유량 조절법으로 모사화 하여 터널 라이닝의 잔류수압발생 메카니즘을 확인하였다. 또한, 유량제어법이 배수시스템 기능저하현상을 모사하기에 보다 더 효과적인 방법임을 알 수 있었다. 모형실험을 수치해석으로 재현한 결과, 배수시스템 기능저하로 인한 영향을 Coupled 수치 모델링을 통해 이론적으로 예측 가능함을 확인할 수 있었다.