A study on the behavior of cut and cover tunnel by numerical analysis

수치해석 기법을 이용한 복개 터널구조물의 거동에 관한 연구

In the deign of cut and cover tunnel, the structural analysis such as rigid frame analysis has been used for its simplicity and convenience. The structural analysis, however, can not consider the geological and geotechnical factors such as soil arching effect. In this study, the dominant factors influencing the behavior of cut and cover tunnel such as interface element, slope of excavation plane, distance between slope and tunnel lining, and location of slope of covered soil, were investigated by the numerical analysis to develop the analysis technique and design technology. Based on the results, the variation of bending moment, shear stress, axial force and displacements were evaluated and analyzed for each factor.

현재 복개 터널구조물의 해석 및 설계에는 구조공학적 모델링 기법이 널리 적용되고 있으나, 이러한 구조공학적 모델링 기법은 지형적인 영향인자 및 soil arching 등과 같은 지반공학적 측면의 영향인자를 고려하기에 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 복개 터널구조물의 합리적이고 경제적인 설계를 위하여 복개 터널구조물의 거동에 영향을 미치는 인자로써 콘크리트 라이닝과 성토체의 계면요소, 굴착사면의 경사, 이격거리 및 성토사면 등을 고려하여 지반공학적 모델링 기법을 이용한 수치해석 수행하였다. 이의 결과를 토대로 각 영향인자 변화에 따른 복개 터널구조물의 역학적 거동특성을 분석하였다.