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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김병일
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 명지대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
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국내에서 본격적인 터널 공사가 시작된 것은 40년이 넘었으며 NATM은 1980년대 최초로 도입되었다. NATM은 굴착으로 인하여 발생하는 지중 변형을 일부 허용함으로써 지반의 아칭효과(arching effect)를 이용하여 안정성을 확보하는 공법이다. 지반 굴착 시 굴착면 주변의 지반은 느슨해지고 이러한 지반의 느슨함을 억제하고 공간을 유지하기 위해 지보재를 사용하게 된다. 터널의 1차 지보재인 록볼트는 일반적으로 정해진 개수와 길이로 굴착면에 수직하게 설치를 하지만 터널의 확대 공사와 같이 기계화 장비의 사용이 어려운 공사의 경우 록볼트를 경사지게 설치하거나 길이가 짧은 볼트를 연속적으로 시공하는 방법을 사용하고 있다.
경사 록볼트에 대한 연구는 국내외 일부 진행된 바가 있으나 실제 시공과정과 유사하지 못한 방법으로 실시한 실내모형시험 및 단순조건에서의 수치해석 등 실제 설계 및 시공을 위한 기초자료를 제시하는 연구는 아직 미흡한 실정이다.
이에 이 연구에서는 록볼트의 설치간격, 설치각도, 숏크리트 탄성계수, 지반조건 등 32case의 다양한 조건에서 시공단계를 고려한 3차원 수치해석을 진행하였으며 경사 록볼트의 시공으로 인한 지반보강효과를 검토하기 위해 시공 후 지반의 천단침하량, 내공변위, 록볼트의 축력 및 숏크리트의 휨 압축응력의 변화를 비교 및 분석하였다.
설치각도가 작아짐에 따라 록볼트에 의해 형성되는 원지반 아치의 두께가 감소하여 록볼트에 의한 보강효과는 감소하는 것으로 나타났으며 지반조건이 좋을수록 록볼트의 설치각도가 미치는 영향은 작은 것을 확인 할 수 있었다.
경사 록볼트에 대한 연구는 국내외 일부 진행된 바가 있으나 실제 시공과정과 유사하지 못한 방법으로 실시한 실내모형시험 및 단순조건에서의 수치해석 등 실제 설계 및 시공을 위한 기초자료를 제시하는 연구는 아직 미흡한 실정이다.
이에 이 연구에서는 록볼트의 설치간격, 설치각도, 숏크리트 탄성계수, 지반조건 등 32case의 다양한 조건에서 시공단계를 고려한 3차원 수치해석을 진행하였으며 경사 록볼트의 시공으로 인한 지반보강효과를 검토하기 위해 시공 후 지반의 천단침하량, 내공변위, 록볼트의 축력 및 숏크리트의 휨 압축응력의 변화를 비교 및 분석하였다.
설치각도가 작아짐에 따라 록볼트에 의해 형성되는 원지반 아치의 두께가 감소하여 록볼트에 의한 보강효과는 감소하는 것으로 나타났으며 지반조건이 좋을수록 록볼트의 설치각도가 미치는 영향은 작은 것을 확인 할 수 있었다.
목차
목 차그림목차 ⅲ표목차 ⅴ국문초록 ⅵ제 1 장 서론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 관련 연구 동향 21.3 연구 내용 3제 2 장 이론적 배경 42.1 터널의 지보공 및 작용원리 42.2 터널 굴착에 의한 지반의 3차원 거동 특성 72.3 지반 내 록볼트의 거동특성 92.3.1 록볼트의 종류 92.3.2 전면 접착형 록볼트의 거동특성 112.4 록볼트에 의한 인공 압력대 132.4.1 Talbore의 인공 압력대 132.4.2 경사 록볼트에 의한 인공 압력대 14제 3 장 3차원 수치해석 153.1 터널의 수치해석 153.1.1 수치해석 기법 163.2 경사 록볼트의 3차원 수치해석 모델링 173.2.1 3차원 수치해석 개요 173.2.2 3차원 수치해석에 적용된 프로그램 173.2.3 해석조건 183.2.4 지반 모델링 193.2.5 지보재 모델링 213.2.6 시공단계해석 24제 4 장 경사 록볼트의 3차원 수치해석 결과 264.1 록볼트 설치각도에 따른 천단침하량 274.1.1 풍화암 조건에서의 천단침하량 274.1.2 연암 조건에서의 천단침하량 294.2 록볼트 설치각도에 따른 내공변위량 304.2.1 풍화암 조건에서의 내공변위량 304.2.2 연암 조건에서의 내공변위량 324.3 록볼트 설치각도에 따른 록볼트 축력 344.3.1 풍화암 조건에서의 록볼트 축력 344.3.2 연암 조건에서의 록볼트 축력 364.4 록볼트 설치각도에 따른 숏크리트 휨 압축응력 384.4.1 풍화암 조건에서의 숏크리트 휨 압축응력 384.4.2 연암 조건에서의 숏크리트 휨 압축응력 40제 5 장 결론 42참고문헌 44Abstract 46
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