A feasibility study on the estimation of a potential relaxed zone in the discontinuum coupled analysis of a subsea tunnel

Kwang-Ho You

doi:None

All Issue

2009 Vol.11, Issue 2 Preview Page Next Page

A feasibility study on the estimation of a potential relaxed zone in the discontinuum coupled analysis of a subsea tunnel 해저터널의 불연속체 연계해석 시 잠재적 이완영역 평가 방법의 타당성 연구

30 June 2009. pp. 141-150

PDF XML

Abstract

When constructing a subsea tunnel in discontinuous rock mass, fluid flow in joints has a great influence on the behavior of the tunnel so that hydro-mechanical coupled analysis should be performed for the stability estimation. In practice, relaxed rock load is generally used for the design of tunnel concrete lining. In a continuum analysis, a method based on the distribution of local safety factor around a tunnel was proposed for the estimation of a potential relaxed zone. However, in the case of discontinuous rock mass in which joints are developed, the whole stability of tunnels depends on the behavior of the joints. In this study, therefore, a method is proposed for the estimation of a potential relaxed zone occurred by the excavation of a tunnel in discontinuous rock mass. The suggested method is validated by sensitivity analysis and the comparison with the results of continuum analysis.

Keywords

Discontinuous rock mass

discontinuum coupled analysis

local factor of safety

potential relaxed zone

불연속면이 발달한 암반 내에서 해저터널을 시공할 경우 절리 내의 지하수 흐름이 터널 거동에 커다란 영향을 미치므로 안정성 평가 시 수리-역학적 연계해석이 필요하다. 실무에서는 일반적으로 암반이완하중을 고려하여 터널의 콘크리트 라이닝을 설계한다. 연속체 해석 시 잠재적 이완영역을 터널 주변의 국부안전율 분포를 이용하여 수치해석에 의해 산정하는 방법이 제안된 바 있다. 그러나 절리가 발달한 암반의 경우는 절리의 거동이 터널 전체 거동에 큰 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 불연속 암반 내에 터널 굴착으로 인해 발생하는 잠재적 이완영역을 산정하는 방법을 제안하고 민감도 분석 및 연속체 해석 결과와 비교를 통해 제안된 방법의 타당성을 검증하였다.

키워드

불연속 암반

해저터널

불연속체 연계해석

국부안전율

잠재적 이완영역

References

1.유광호, 박연준, 배규진 (2000), “연약암반층에 굴착된 터널의 안전율 평가”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 2, No. 3, pp. 47-57.

2.유광호 (2005), “2-ARCH 터널의 라이닝 설계를 위한 터널굴착주변 응력이완 영역산정에 관한 연구”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 7, No. 4, pp. 343-352.

3.유광호, 이동훈 (2007), “연계해석 시 해저터널의 이완하중고 산정을 위한 수치 모델링 비교 연구”, 한국암반공학회 특별심포지엄 논문집, 제주그랜드 호텔, pp. 137-146.

4.유광호, 이동훈, 김은혜 (2008), “해저터널의 2차원 수리-역학적 연계해석을 통한 연속체와 불연속체의 수치해석적 비교 연구”, 2008년 한국암반공학회 국제학술회의, 전남대학교, pp. 377-389.

5.유광호, 이동훈 (2008a), “해저터널의 이완하중고 산정을 위한 제안식들과의 수치해석적 비교 연구”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 10, No. 1, pp. 25-36.

6.유광호, 이동훈 (2008b), “과지압 조건에서 해저터널의 연계해석 시 이완하중고 평가 연구”, 한국지반공학회 봄 학술발표회, 서울시립대학교, pp. 716-724.

7.유광호, 이동훈 (2008c), “민감도 분석을 통한 불연속 암반 내의 해저터널의 안정성 평가를 위한 연계 해석”, 터널기술, 한국터널공학회 논문집, Vol. 10, No. 4, pp. 421-430.

8.천병식, 신영완 (2001), “NATM 터널의 콘크리트 라이닝 설계하중에 관한 연구”, 터널과 지하공간, 한국암반공학회 논문집, Vol. 11, No. 2, pp. 96-108.

9.한국도로공사 도로교통기술원 (2002), “암반등급에 따른 도로터널 지보체계 개선 연구”, 268p.

10.한국지반공학회 (2000), “토목기술자를 위한 암반공학”, 한국지반공학회 시리즈 11, 구미서관, 678p.

11.Itasca Consulting Group, Inc. (2004), Universal Distinct Element Code 2D, Ver. 4.0, Itasca Consulting Group, Minnesota, USA.

Information

Publisher :Korean Tunneling and Underground Space Association
Publisher(Ko) :한국터널지하공간학회
Journal Title :Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
Journal Title(Ko) :한국터널지하공간학회 논문집
Volume : 11
No :2
Pages :141-150
Received Date : 2009-02-05
Revised Date : 2009-04-23
Accepted Date : 2009-05-18

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association ISSN:2233-8292(Print) 2287-4747(Online) 한국터널지하공간학회 논문집

All Issue