사질토 지반에서 터널굴착에 의한 이완영역 규명

초록

국토가 좁은 우리나라에서는 효율적인 국토의 이용과 균형적인 발전 및 도심권 개발의 고도화를 위해 광범위한 지하공간의 개발이 진행되고 있다. 특히, 21세기 고속철도의 시대를 맞아 불가피하게 구배와 곡선의 완화를 위해 필연적으로 터널의 건설이 늘어나고 있다. 일반적으로 도심지 터널의 특서은 토피가 산악터널이나 대심도 지하공동에 비해 상당히 작다는 것이다. 이러한 도심지 터널은 비교적 얕은 심도 및 연약지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 일반 산악터널이나 대심도 암반층에 건설되는 지하공동과는 달리 지반변위가 터널설계를 지배하는 주요인자로 대두되고 있다. 터널에 작용되는 토압의 결정은 Terzaghi, Culman, Bierbaumer, Protodyakonov 이론등에 의하고 있으나 각각의 이론들은 터널 굴착 주변지반의 이완정도를 터널 주변지반의 상태, 터널 단면의 폭, 높이, 토피 등을 고려하여 일정한 범위로 설정하는 방법으로 재래식 터널 설계시 주로 이용되고 있는 것이다. 따라서 이러한 설계법은 외력이 설정되면 일반 구조물과 같은 방법으로 설계가 이루어지므로 설계절차가 간단하다는 장점이 있으나 외부하중을 유발시키는 이완영역의 근거가 부족하다는 것이 단점이다. 본 연구에서는 사질토 지반의 거동을 특정하기 위햐여 실내모형실험을 실시하며, 실험시 토피고를 변확시켜가며 지반내 하중이전형태 및 이완영역을 규명하고자 하였다.