이방성 암반의 방향성과 지보조건을 고려한 터널 변형거동에 관한 연구

Abstract

본 연구는 경남 진해 웅동-장유 국도 확장공사 중 웅동터널 구간 지반조사 정보를 기초로 불연속면의 방향성 및 지보조건에 따른 모델링 실험을 통하여 압력에 따른 터널의 변형거동을 연구하였다. 이론적 근거에 기초를 삼아 3가지 지보조건형태 및 2가지 불연속면의 방향이 터널에 미치는 영향을 연구 하였다. 현장의 지질분포상태를 재현하여 불연속면의 경사가 15° 또는 30°인 모형암반에 대해서 세 가지 지보 조건을 각각 적용한 총 6가지 경우의 터널을 모델링하여 축소모형시험(2축압축시험)을 실시하였다. 연구 결과 불연속면의 방향성과 지보 조건은 터널의 안정성 및 변형거동에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있다. 불연속면의 경사가 15°인 3가지 모형과 30°인 3가지 모형의 실험 결과를 두 가지 그룹으로 묶어 상호 비교한 결과, 불연속면의 경사가 작을수록(또는 급경사일수록) 터널의 안정성은 다소 작아지는 것으로 나타났다. 록볼트 간격 및 길이를 다르게 한 세 가지 지보 패턴을 15° 모형과 30° 모형에 각각 적용한 경우에 대한 실험은 파괴사진과 변형양상을 관찰한 결과 록볼트 길이 4m, 간격 1.5m인 지보패턴을 적용하였을 경우에 비해 록볼트 길이 4m, 간격 1.2/1.5m 또는 록볼트 길이 5m, 간격 1.5m의 지보패턴을 적용하면 터널의 내공 변형량은 다소 감소하며 특히 터널 천정부의 변위가 감소하여 안정성은 증가할 것으로 판단된다. 이와 같이 록볼트 길이의 증가와 설치 간격의 축소에 따른 상관관계가 터널의 안정성을 다소 증가시키는 것을 알 수 있었다