Application of Back Analysis for Tunnel Design by Modified In Situ Rock Model

현장암반 모델을 적용한 터널의 역해석

The purpose of this research work is to propose an analytical method of tunnel design based on reasonable site data. Therefore the proposed design method consists of monitoring data and Modified In Situ Rock Model. Also the Rock Mass Rating for very poor quality rock is very difficult to estimate, the balances between the ratings may no longer gives a reliable basis for the rock mass strength. But in reality Rock Mass Rating is only the property which can be obtained from face mapping records of the exposed tunnel face during construction stage. Evaluation of rock parameters for the actual design prior to tunnel construction should be corrected during tunnelling process in particularly complex ground conditions. This study intends to investigate application of in-situ rock model to soft rock tunnelling (weathered rock) by face mapping results and site measurement data that are obtained at the costraction site of Seoul Subway Tunnel. For the preparation of more reliable ground parameters, the Rock Mass Rating values for the weathered rocks were modified and readjusted in accordance with the measurement data. The modified input parameters obtained by the proposed method are used for the prediction of the tunnel behavior at subsequent construction stages. The results of this study revealed that more reasonable feed back tunnel analysis can be possible as suggested. Ample measurement data would be able to confirm the new proposed technique in this research work.

본 연구에서는 합리적이고 공학적인 터널 해석 방법을 제시하기 위해, 시공 중 막장에서 관찰된 신뢰성 높은 암석 및 암반 평점분류 방식과 실내시험을 근거로 하는 일반화된 Hoek-Brown의 현장 암반 모델을 현재 시공이 완료된 지하철 터널 공사 현장의 계측자료와 비교 분석하였다. 그 결과로서 실무적인 측면에서의 터널해석을 위한 일반화된 Hoek-Brown 현장 암반모델의 국내 적용성을 제시하고 적용으로 인한 지반 입력물성치에 대한 타당성을 Trueman과 Trunk의 경험적인 추정식으로 검증하고자 한다. 그러나 불량한 암반의 RMR 값은 정확도가 떨어지기 때문에 일반화된 Hoek-Brown의 현장 암반모델의 적용성에 문제가 있으나, 시공 중 계측자료로 보완함으로서 위험도가 높은 불량암반의 적용성을 평가하였다. 본 연구를 통해서 암석의 경험적인 파괴규준인 일반화된 Hoek-Brown 현장 암반모델을 적용하여 변형과 강도에 과한 암반 입력물성치를 결정하는 과정에서 GSI하한치 = RMR-5를 사용함으로서 현장에서 안정해석의 정확도를 높일 수 있음을 알 수 있다. 단, 여기서는 편마암의 mi=33, 풍화암의 최저치 ${\sigma}ci=100t/m^2$ 이고 GSI는 RMR Chart의 해당연도와 상관없이 동일하다는 조건에서 이루어졌다.