점성토 지반에서의 터널굴착으로 인한 지반의 움직임에 관한 3차원 유한요소해석 = Three-Dimensional Finite Element Analysis of Ground Movement due to Tunnelling in Cohesive Soil
저자
유충식 (성균관대학교 토목공학과)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1995
작성언어
Korean
KDC
104.000
자료형태
학술저널
수록면
319-334(16쪽)
제공처
소장기관
본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통해 점성토 지반에서의 쉴드터널시공에 따른 지반의 거동 메카니즘에 대해 알아보았다. 쉴드터널시공에 있어서 지반의 움직임은 지반의 강도 특성이나 외적 하중조건 뿐만 아니라, 시공방법 및 인부들의 작업수행능력(workmanship) 등 여러 가지 인자들에 의해 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서 수행한 유한요소해석에서는 쉴드터널 시공과정을 단순화시키고 이에 대한 모사(simulation)를 통해 쉴드터널시공에 따른 전반적인 지반의 움직임에 대한 고찰을 시도하였다. 본 고에서는 균질한 점성토 지반을 대상으로 무지보 터널(unlined tunnel)이 굴착되는 경우와 터널의 내공변위가 완벽하게 억제되며 굴착된다고 가정한 완벽지지터널(perfectly lined tunnel)의 경우를 고려하였으며, 해석결과를 바탕으로 쉴드터널의 안정평가기준으로 사용되는 안정계수(stability ratio ; N)의 변화에 따른 지반 움직임의 변화 특성을 정성·정량적으로 분석하였다.
This paper presents an investigation on the ground movement due to soft ground tunnelling in cohesive soil using a three- dimensional finite element method of analysis. The ground movement during a shield tunneling is influenced by not only the soil strength characterisitics and loading condition but also the constructional details and the workmanship. Therefore, in the finite element modelling adopted in this study the multi-step excavation procedure in actual shield tunnelling was simplified as a single step excavation scheme in an attempt to investigate the ground movement mechanism during the shield tunnelling. In the analysis, two limiting situations were considered; 1) unlined tunnel and 2) perfectly lined tunnel in which the radial deformation around the tunnel perimeter is assumed to be completely restrained by the lining. Using the results of analysis, the characterisitics of ground movement with the variation of stability ratio were examined both qualitatively and quantitatively.
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