Evaluation of Support Performance of Fiber-Net Integrated Shotcrete in Tunnel Support System

This study evaluated the support performance of fiber-net integrated shotcrete in tunnel support system developed for the purpose of improving constructability and stability while fully performing its mechanical performance as a tunnel support materials by four-point bending test, two-dimensional numerical analysis, and cross-sectional analysis. As a result of evaluating the flexural performance through a four-point bending test, in the case of fiber-net reinforced shotcrete, the tensile performance of fiber-net resulted in a continuous increase in load after crack occurrence, unlike steel fiber reinforced shotcrete. Also, the results of the tunnel cross-sectional structure analysis for ground conditions and the cross-sectional analysis of fiber-net and steel fiber reinforced shotcrete showed that sufficient support performance can be exhibited even if the thickness of fiber-net reinforced shotcrete was reduced compared to the previous one. Additionally, through these results, the support pattern of fiber-net integrated shotcrete in tunnel support system, which can be applied efficiently to the construction sections requiring higher stability among the rock mass class III, was proposed.

숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템의 지보 성능 평가

본 연구에서는 터널 지보재로서의 역학적 성능을 충분히 발휘하면서 시공성 및 안정성을 보다 향상시키기 위한 목적으로 개발된 숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템의 지보 성능을 4점 굽힘 시험, 2차원 유한요소해석 및 단면 해석을 통해 평가하였다. 4점 굽힘 시험을 통한 휨 성능 평가 결과, 섬유 그물망 보강 숏크리트의 경우, 강섬유 보강 숏크리트와는 달리 섬유 그물망의 인장 성능이 발휘되면서 균열 이후에도 하중이 지속적으로 증가하는 결과가 나타났다. 또한, 지반 조건에 대한 터널 단면 구조 해석, 섬유 그물망 및 강섬유 보강 숏크리트의 단면 해석 결과, 섬유 그물망 보강 숏크리트의 타설 두께를 기존에 비해 감소시켜도 충분한 지보 성능이 발휘될 수 있는 것으로 나타났다. 추가적으로, 이와 같은 결과를 종합하여, 암반등급 3등급 지반 중 보다 높은 안정성을 요구하는 시공 구간에 효율적으로 적용될 수 있는 숏크리트용 섬유 그물망 일체형 터널 지보시스템의 지보패턴이 제안되었다.