터널의 지진응답에 대한 암반 절리의 영향 평가

Abstract

일반적으로 암반 터널 지진해석 시 절리의 영향을 무시하며 암반을 연속체라 가정한다. 하지만 이와 같은 가정의 적절성에 관해서는 연구된 바 없다. 본 논문에서는 응답변위법을 적용하여 불연속체 해석을 수행함으로써 암반 절리가 터널의 응답에 미치는 영향을 평가하였다. 불연속체 해석과 연속체 해석의 결과를 비교한 결과, 낮은 강성과 강도의 암반 절리는 터널 라이닝의 축력과 모멘트를 크게 증가시키는 것으로 나타났다. 또한, 절리의 경사와 간격 또한 터널의 응답에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로 내진설계 시 연약 절리와 터널간의 상호작용이 고려되어야 한다고 판단된다.In performing seismic analysis of tunnels, it is a common practice to ignore the rock joints and to assume that the rock mass surrounding the tunnel is continuous. The applicability of this assumption has not yet been validated in detail. This study performs a series of pseudo-static discrete element analyses to evaluate the effect of rock joint on the seismic response of tunnels. The parameters considered are joint intersection location, joint spacing, joint stiffness, joint dip, and interface stiffness. The results show that the joint stiffness has the most critical influence on the tunnel response. The tunnel response increases with the spacing, resulting in localized concentration of moment and shear stress. The response of the tunnel is the lowest for joints dipping at 45°. This is because large shear stresses result in rotation of the principal planes by 45°. In summary, the weathered and smooth, vertical or horizontal, and widely spaced joint set will significantly increase the tunnel response under seismic loading. The tunnel linings are shown to be most susceptible to damage due to induced shear stress, and therefore should be checked in the seismic design.