A Study on the Estimation of Stress Relaxed Zone around a Tunnel Periphery for the Design of 2-Arch Tunnel Lining

2-ARCH 터널의 라이닝 설계를 위한 터널굴착주변 응력이완 영역산정에 관한 연구

In this study, the existing methods proposed to estimate the relaxed load due to a tunnel excavation are compared and analyzed. Also a new approach, by which the stress relaxed zone around an excavated tunnel periphery can be systematically estimated, was suggested for the design of 2-arch tunnel lining. To this end, local factors of safety are calculated from the redistributed stresses after the excavation of a tunnel. The height of the relaxed load is inferred based on the assumption that the stress relaxed zone might coincide with the region corresponding to the local safety factor of 2.0 or 3.0. The new approach proposed in this study has the advantage of estimating the height of the relaxed load independent of the shape of a tunnel and the ground conditions, Since the height of the relaxed load is estimated according to the local factor of safety, which is a relatively clear criterion, the designer's subjectivity involved in the design of concrete tunnel lining might be reduced.

본 연구에서는 기존의 암반 이완하중 산정 방법을 비교 분석하고, 보다 정확한 2-arch 터널 라이닝 설계를 위해 굴착으로 인해 발생하는 터널 주변의 이완영역을 보다 체계적으로 산정하는 방법을 제시하고자 하였다. 이를 위해, 터널 굴착 후 국부 안전율이 재분포된 응력으로부터 계산되었으며, 국부 안전율이 2.0 또는 3.0에 해당하는 영역을 이완영역으로 가정하여 이완하중고가 산정되었다. 본 연구에서 제시된 방법은 터널의 형상 및 지반조건에 영향을 받지 않고 이완하중고를 구할 수 있는 방법으로, 국부안전율이라는 비교적 명확한 기준에 의해 이완하중고가 산정되기 때문에, 콘크리트 라이닝 설계 시 설계자의 주관에 따라 결정되는 단점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다.