한국터널지하공간학회논문집 2012년 5월제 14권제 3 호, pp. 231-246 축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 이동석 1, 전재현 1, 박종덕 1, 이석원 2 * Behavior of tunnel adjacent to weak zone by using scaled model test Dong-Seok Lee, Jae-Hyun Joen, Jong-Deok Park, Seok-Won Lee ABSTRACT Recently, the construction of tunnel frequently involves neighboring weak ground conditions. In this case, the stabilized ground could be relaxed by the excavation of tunnel. This will create issues in terms of stability of tunnel. Major factors determining the stability of tunnel can be the direction (angle) of weak zone, the distance between tunnel and boundary of weak zone and so on. In this study, by quantifying the displacement and crack propagation during the excavation of tunnel constructed neighboring weak zone, the influence of the direction of weak zone and the distance between tunnel and boundary of weak zone on the mechanical behavior of tunnel is investigated. A series of experimental scaled model tests by changing the direction of weak zone and the distance between tunnel and boundary of weak zone, are performed and analyzed under the condition of homogeneous material. The results show that as the angle between ground surface and boundary of weak zone moves from horizontal to perpendicular plane, displacement near tunnel increases. An increased distance between tunnel and boundary of weak zone induces displacements near tunnel to decrease and stabilizes beyond a certain level of distance. These findings verify and extend the earlier studies quantitatively. Finally, an appropriate distance between tunnel and boundary of weak zone according to the angle of weak zone is justified. This fundamental insight provides the basis for a more rational design of tunnel neighboring weak ground conditions. Keywords: Weak zone, scaled model test, tunnel behavior, separated distance 요약최근터널건설은종종연약대층을인접하여계획하게된다. 이러한경우터널굴착은안정화되어있던지반을이완시키고따라서터널의안정성에문제를일으킬수있다. 안정성에문제를일으킬수있는주요영향인자들을보면연약대층이지표면과이루는각도, 연약대층과터널의이격거리등을들수있다. 본연구에서는연약대층을인접하여건설되는터널의굴착과정에서발생하는변위량과균열발생양상을조사함으로써, 연약대층이지표면과이루는각도및연약대층과터널의이격거리가터널의역학적거동에미치는영향을조사하였다. 연약대층이지표면과이루는각도및연약대층과터널의이격거리를변화시켜가면서균질한재료를가지고실내축소모형실험을수행하고이를분석하였다. 실험결과, 연약대층이지표면과이루는각도가수평에서수직으로변화함에따라터널주변의변위발생량이증가하였다. 연약대층과터널의이격거리가증가함에따라터널주변의변위발생량이감소하였고, 특정이격거리이상에서안정화되었다. 이러한발견들은기존의연구결과들을정량적으로검증하고확장하는것이라판단된다. 최종적으로연약대층이지표면과이루는각도변화에따른연약대층과터널의적정이격거리를정의하였다. 이러한기초적인연구는연약대층을인접하여신설되는터널설계에보다합리적인제안을할수있을것으로판단된다. 주요어 : 연약대층, 축소모형실험, 터널거동, 이격거리 접수일 (2012.04.30), 수정일 (2012.05.10), 게재확정일 (2012.05.14) 1 건국대학교사회환경시스템공학과석사 2 건국대학교사회환경시스템공학과부교수 * 교신저자 : 이석원 (E-mail: swlee@konkuk.ac.kr) Vol. 14, No. 3, May 2012 231
1. 서론 도시의발달및도로의직선화등에의하여새롭게신설되는터널및지하공간은기존지하구조물을근접하여신설되거나또는연약지반을근접하여통과하게된다 ( 김도식, 김영근, 2007; 신영완, 김영근, 2010). 예를들어산악터널에서는단층대부근또는석회암공동지대등과같이연약대층 ( 불리한지반조건 ) 을근접하여터널이시공되어야하는경우가발생하게된다 ( 전석원등, 2003; 김종우, 2004; 김종우등, 2004). 이러한경우기존의연약대층은터널건설의안정성에영향을미치게되며, 미치는영향정도는연약대층과원지반 ( 터널이통과하는상대적으로강한지반 ) 과의이격거리, 기하학적인요인등에의하여결정될수있다 ( 안현호등, 2008). 따라서영향을미치는인자들을미리파악하고, 각영향인자들이터널의안정성에미치는영향을정량적으로파악할필요가있다 ( 김상균, 2008; 김상환, 2003; 유충식, 송아란, 2006; 이홍성등, 2009). 본연구에서는여러가지영향인자중에서다음에제시하는두가지영향인자의변화에의한터널의안정성변화 ( 거동변화 ) 에대한검토를실험적으로수행하였다 ; 1 원지반과근접하는연약대층이지표면과이루는각도의변화, 2 터널의중심으로부터연약대층까지의이격거리변화. 그림 1 및표 1에서보인바와같이, 축소모형실험은총 20회실시하였다. 모델 A, 모델 B, 모델 C 및모델 D는원지반과근접하는연약대층이지표면과이루는각도가각각 30, 45, 60 그리고 90 인경우를의미한다. 또한각각의모델에있어서 1, 2, 3, 4 및 5는터널의중심으로부터연약대층까지의이격거리가각각 0.0 D, 0.5 D, 1.0 D, 1.5 D 그리고 2.0 D를의미한다. 여기에서 D는터널의직경을의미한다. 예를들어모델 A-3은원지반과근접하는연약대층이지표면과이루는각도가 30 이면서터널의중심으로부터연약대층까지의이격거리가 1.0 D인경우를의미한다. 단, 본연구에서정의하는원지반이란인접하는연약대층과비교하여상대적으로강한강도를지니는지반조건을의미한다. 그상대적정도는다음절에서술되어있다. 또한모든실험에서측압계수는 1.0으로설정하였다. 본연구는최종적으로연약대층이지표면과이루는각도가변화할때, 각각도에서터널의안정성을확보할수있는터널과연약대층과의적정이격거리를알아보고이를제시하는데그목적이있다. 232 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 (a) 모델 A (b) 모델 B (c) 모델 C (d) 모델 D 그림 1. 모델별모식도 표 1. 모델별실험조건 모델 지표면과이루는각도 이격거리 모델 지표면과이루는각도 이격거리 A-1 0.0 D B-1 0.0 D A-2 0.5 D B-2 0.5 D A-3 30 1.0 D B-3 45 1.0 D A-4 1.5 D B-4 1.5 D A-5 2.0 D B-5 2.0 D C-1 0.0 D D-1 0.0 D C-2 0.5 D D-2 0.5 D C-3 60 1.0 D D-3 90 1.0 D C-4 1.5 D D-4 1.5 D C-5 2.0 D D-5 2.0 D Vol. 14, No. 3, May 2012 233
2. 축소모형실험 2.1 모형재료지반을모사하는축소모형실험은모래, 점토, slurry, 석고, 기타혼합물등의재료를이용하여왔다. 특히본연구와같이암반을모사하기위해서는암석시료, 석고, talc powder 등을사용하여왔다. 국외의경우 Adhikary 등 (1997) 은암반사면에서의토플링파괴메커니즘을규명하기위하여취성재료 (brittle material) 로서모래와석고의혼합물을, 연성재료 (ductile material) 로서 fibre-cement sheeting을사용하였다. Fossen과 Gabrielsen(1996) 은단층을모사하기위한모형재료로서기존에사용해왔던점토나모래대신성형시간이빠르고성형후의내구성이좋은석고를사용한바있다. 국내의경우도모래와석고의혼합물을사용한축소모형실험에관한연구가이미진행된바있다 ( 전석원등, 2003; 김종우등, 2004; 안현호등, 2006). 이러한문헌조사결과를토대로암반지반을모사하기위하여본연구에서도모형재료로서모래 : 석고 : 물의혼합물을사용하였다. 모래는균일한강도발현을위해주문진표준사를사용하였고, 석고는도자기형재용석고를사용하였다. 본연구에서사용된모형재료는원지반 ( 연약대층과비교하여상대적으로견고한지반 ) 은모래 : 석고 : 물의중량비가 3 : 1 : 2, 연약대층은 1 : 1 : 3인혼합물로배합하였다. 모형제작은일정강도의발현을위해목표단위중량을설정하고, 그단위중량이될때까지건조시켰는데본연구에서는원지반모형이약 13.7 kn/m 3 의단위중량을가질때실험을수행하였다. 연약대층의경우, 같은기간동안건조시킨단위중량을목표단위중량으로설정하였고, 약 9.6 kn/m 3 의단위중량을가질때실험을수행하였다. 모형의강도는 Φ 100 200 mm 크기의공시체를제작하여일축압축강도시험을실시하여측정하였고, 측정한시편의일축압축강도는원지반이 0.31 MPa, 연약대층이 0.10 MPa이었다. 본연구에서강도를설정함에있어서상사성의법칙 (Hobbs, 1969) 을적용하지않았다. 그이유는본연구의목적은모형실험을통하여실제발생된변위량의절대적인수치값이아닌연약대층의각도변화및터널과연약대층과의이격거리변화에따른모델간의상대비교이다. 따라서이를통하여연약대층을인접하여신설하는터널의적정이격거리를실험적으로제시함에있다. 2.2 실험방법본연구에사용된축소모형실험장치는그림 2에보인바와같이 2,290 1,930 710 mm ( 가로 세로 폭 ) 크기로제작되었다. 하부면은고정되어있고전 후면은아크릴을대고프레임을추가로설치하여하중가압에따른아크릴의휨을방지하여평면변형률조건을적용하였다. 234 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 그림 2. 2 차원축소모형실험장치 단, 여기에서서술한평면변형율조건은실제시편의폭이 10 cm로작고또한상부가압판이폭전체를가압함으로써최대한평면변형율조건을만족시켰음을의미하고정밀한평면변형율조건은아님을밝히고자한다. 하중은상부에 1개, 좌 우측면에각각 1개씩, 총 3개의가압장치를설치하여가압하였다. 상부의가압장치는서보컨트롤시스템이고, 측면은유압식인데좌 우실린더를하나의유압잭에연결하여하중가압량이동일하도록하였다. 가장먼저모형을배합비에맞게제작하여목표단위중량 ( 원지반모형 : 13.7 kn/m 3, 연약대층 : 9.6 kn/m 3 ) 에도달할수있도록약 10일간양생시켰다. 양생된모형을그림 2의축소모형실험장비에설치한후, 실험동안변화되는변위를측정하기위하여그림 3과같이원형포인트를마킹하여번호를부여하였다. 가장중요한터널주변은터널바깥쪽으로 2 cm 떨어진지점에포인트를마킹하였으며, 그이외의부분은중요도에따라일정한기준으로포인트를마킹하였다. 최종모형이설치된후, 하중은측압계수 (K) 조건에따라상부와좌ㆍ우측방향으로가압하였는데최종하중을 5단계로나누어각단계사이에는일정시간을두고단계별로하중을가압하였다. 본실험에서는모형의강도및 K=1.0인조건을고려하여굴착중변위량을측정하기위한최대상재하중으로상부에 6 kn, 그리고측방향하중역시 6 kn으로설정하였다. 상재하중가압을완료한후모형의충분한응력전달을위하여 5시간의안정화시간을가졌다. 안정화단계후터널을굴착하였다. 굴착은전단면굴착으로수행하였다. 터널의형상은직경 ( 환산직경 ) 12.5 cm, 높이 10 cm로설정하였다. 터널굴착이완료된후다시 1시간정도의굴착후안정화시간을가졌다. 터널굴착단계가완료된후, 터널이견딜수있는최대하중을파악하기위해최종파괴가이루어질때까지상부하중가압량을 1 kn씩단계별로증가시켰다. 즉, 1분동안에 1 kn이증가하도록하였고증가후에는 1시간의변위수렴기간을둔다음 1 kn을증가시켰다. Vol. 14, No. 3, May 2012 235
1: 터널좌측측벽부, 2: 터널좌측상단부, 3: 터널천단부, 4: 터널우측상단부, 5: 터널우측측벽부 그림 3. 변위측정지점 터널굴착과정및굴착후하중가압단계에서변화하는변위를측정하기위하여전술한바와같이원형포인트를마킹하였는데, 이는사진측량프로그램인 PhotoModeler Pro 5를이용하여모형의변위를측정하기위한것이다. 즉단계별로하중을가압하면서각단계마다디지털카메라로사진촬영을하여 PhotoModeler Pro 5로변형양상을분석하였다. PhotoModeler Pro 5는삼각측량원리를이용하여타겟의위치를추적해내는프로그램으로써일반적인고해상도카메라를이용할때 1/5,000의정확도를보이며, 사진촬영은각하중단계마다변위와응력전달을위한충분한시간을가진뒤, 45 간격으로좌측, 정면, 우측세장으로저장하여정밀도의향상을기하였다. 3. 축소모형실험결과 본연구의목적은연약대층이지표면과이루는각도가변화할때, 각각도에서터널의안정성을확보할수있는터널과연약대층과의적정이격거리를알아보고이를제시하는데있다. 이러한연구목적을달성하기위하여터널의굴착단계에서부터최종파괴에이르는하중단계까지연속적으로유발되는터널주변의변위를측정하였으며또한이때의균열양상도파악하였다. 이러한실험결과측정을토대로각굴착단계별변위량의추이, 각도변화에따른변위량의추이등을조사하였다. 이때최종파괴에이르는하중단계는각모델마다상이하다. 236 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 3.1 굴착단계별변위벡터연약대층이지표면과이루는각도및연약대층과터널과의이격거리에따른터널의거동을연구하기위하여발생하는변위를연속적으로측정하였다. 그림 4 및그림 5에서보인바와같이각하중단계마다발생하는변위를벡터로표시하였는데, 실제변위가상대적으로작아알아보기편하도록터널굴착직후 ( 상재하중 6 kn 단계 ) 에서는 16배, 상재하중 13 kn 단계에서는 8배로확대하여나타내었다. 대표적으로그림 4 및그림 5는 30 의경사각을갖는모델 A 그리고 90 의경사각을갖는모델 D를각각나타내고있다. 각그림에서 (i) 는상재하중 6 kn 단계, (ii) 는상재하중 13 kn 단계에서의변위벡터를의미한다. 지표면과연약대층과의각도가 30 인모델 A의경우, 터널에서연약대층까지의이격거리가 1.0 D까지는원지반에서발생하는변위와연약대층에서발생하는변위가상당한차이를보이고있다. 이는두경계지역인불연속면에서미끄러짐이발생하는것으로판단된다. 따라서지표면에큰상재하중이있는경우이러한불연속면에서의미끄러짐파괴를주의하여야할것으로판단된다. (i) 6 kn (ii) 13 kn (i) 6 kn (ii) 13 kn (a) 모델 A-1 (b) 모델 A-2 (i) 6 kn (ii) 13 kn (i) 6 kn (ii) 13 kn (c) 모델 A-3 (d) 모델 A-4 (i) 6 kn (e) 모델 A-5 그림 4. 모델 A (ii) 13 kn Vol. 14, No. 3, May 2012 237
그러나지표면과연약대층과의각도가 90 인모델 D의경우는비슷하면서도다소다른경향을보이고있다. 터널에서연약대층까지의이격거리가 1.0 D까지는연약대층에서발생하는변위가다소많이발생하는현상은모델 A와유사하나, 그차이가 1.5 D를넘어서면서매우감소하고따라서모델 D인경우일정이격거리를확보하면연약대층의영향이거의미치지않는것으로나타났다. 이러한자세한현상은후술하고자한다. 3.2 굴착단계별변위량모델 A D에대하여대표적으로터널과연약대층과의이격거리가 1.0 D인경우에서굴착단계별주요지점의누적변위량을그림 6에나타내었다. 주요지점은그림 3을참조하여터널좌측측벽부 (1), 터널좌측상단부 (2), 터널천단부 (3), 터널우측상단부 (4), 터널우측측벽부 (5) 의 5개지점으로선정하였고, 터널굴착직후 ( 상재하중 6 kn 단계 ) 로부터각하중단계별로측정된누적변위량을그래프로나타내었다. (i) 6 kn (ii) 13 kn (i) 6 kn (ii) 13 kn (a) 모델 D-1 (b) 모델 D-2 (i) 6 kn (ii) 13 kn (i) 6 kn (ii) 13 kn (c) 모델 D-3 (d) 모델 D-4 (i) 6 kn (e) 모델 D-5 그림 5. 모델 D (ii) 13 kn 238 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 (a) 모델 A-3 (b) 모델 B-3 (c) 모델 C-3 (d) 모델 D-3 그림 6. 굴착단계별누적변위량 굴착단계별변위량을조사하여본결과, 터널굴착직후 ( 상재하중 6 kn 단계 ) 에서는변위가상대적으로작아지점 ( 위치 ) 별로큰차이를보이지않지만, 하중이점차증가하면서모델에따라지점별로변위량의차이를보였다. 모델 A는 3번 > 2번 > 4번 > 1번 > 5번의지점순으로, B와 C는 3번 > 4번 > 2번 > 1번 > 5번의지점순으로, 모델 D는 3번 > 4번 > 2번 > 5번 > 1번의지점순으로변위량이크게나타났다. 모델 B와 C에서는터널천단부인 3번지점이가장크고터널상단부인 4번지점과 2번지점은비슷하게나타났으나, 모델 D에서는터널상단부인 4번지점과 2번지점역시도큰차이가나타났고, 모델 A에서는오히려 2번지점이 4번지점보다크게나타났다. 또한, 터널측벽부인 1번지점과 5번지점은모델 A, B, C에서는 1번지점이더크게나타났으나, 모델 D에서는 5번지점이더크게나타났다. Vol. 14, No. 3, May 2012 239
3.3 초기균열및최종파괴양상모델 A D에대하여대표적으로터널과연약대층과의이격거리가 1.0 D인경우에서초기균열및최종파괴양상을각각그림 7 그림 10에나타내었다. 각모델에대하여균열및파괴양상을분석해보면, 모델 A는그림 7에보인바와같이상재하중 15 kn 단계에서연약대층으로부터균열이발생하였고, 상재하중 16 kn 단계에서터널의좌측측벽부방향으로균열이발생하며파괴되었다. 모델 B는그림 8에보인바와같이상재하중 19 kn을가한후 15분경과했을때연약대층에균열이발생하였고, 17분뒤에연약대층이무너지며터널하부에균열이발생하여파괴되었다. 모델 C는그림 9에보인바와같이상재하중 20 kn 단계에서터널우측으로부터미세균열이발생하여상재하중 21 kn 단계에서터널우측의균열이연약대층파괴와연결되고, 터널좌측에서도균열이발생하며파괴되었다. 모델 D는그림 10에보인바와같이상재하중 19 kn 단계에서터널하부에미세한균열이발생하였고, 상재하중 21 kn 단계에서터널우측의균열이연약대층파괴와연결되고, 터널좌측의상단부와하단부에서각각균열이발생하며파괴되었다. (a) 초기균열양상 (15 kn) 그림 7. 모델 A-3 (b) 최종파괴양상 (16 kn) (a) 초기균열양상 (19 kn) 그림 8. 모델 B-3 (b) 최종파괴양상 (19 kn) 240 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 (a) 초기균열양상 (20 kn) 그림 9. 모델 C-3 (b) 최종파괴양상 (21 kn) (a) 초기균열양상 (19 kn) 그림 10. 모델 D-3 (b) 최종파괴양상 (21 kn) 모델 A와 B는연약대층에서먼저균열이발생한후에원지반 ( 터널주변 ) 에서도파괴가이루어졌지만, 모델 C와 D는원지반에서먼저미세균열이발생한후에파괴되어차이를보였다. 이는지표면과연약대층이이루는경사각이작을수록하중을가압하는상부에서보다넓은연약대층이직접하중을받아기인한것으로판단된다. 4. 축소모형실험결과분석 4.1 연약대층이지표면과이루는각도변화에따른터널거동분석연약대층이지표면과이루는각도변화에따른터널거동을분석하기위하여각하중단계에서터널주변의주요 5개지점 ( 그림 3) 의변위량변화를조사 분석하였다. 본논문에서는여러하중단계중에서대표적으로상재하중 13 kn 단계에서각지점별변위량을그림 11에나타내었다. Vol. 14, No. 3, May 2012 241
상재하중 13 kn 단계에서는 5개지점모두에서공통적인결과를보여주고있다. 이격거리 1.0 D를기준으로그래프의기울기가현저히줄어들거나변하는양상이나타났는데, 1.0 D의이격거리이전에서각도에따른변위량을비교해보면, 대체로지표면과수직을이루는 90 의경우변위량이가장크고, 큰차이는보이지않지만 60, 45, 30 의순으로나타났다. 이는연약대층이지표면과이루는각도가수직에서수평으로작아질수록변위발생량이줄어드는경향을보여주는것이라할수있다. (a) 1 번지점 (b) 2 번지점 (c) 3 번지점 (d) 4 번지점 (e) 5 번지점 그림 11. 연약대층이지표면과이루는각도변화에따른변위량 242 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 각지점별로변위량을분석한결과, 연약대층과근접한지점인 3, 4 및 5번지점은대체로연약대층이지표면과이루는각도에따라유사한경향을나타냈으나, 연약대층과비교적떨어진지점인 1, 2번지점은경향을벗어나는결과가다소나타났다. 가장큰변위량을나타낸터널천단부인 3번지점의변위를살펴보면, 30 의경우이격거리 0.0 D와 2.0 D에서약 2.5 mm의변위량차이를보였지만, 90 의경우이격거리 0.0 D와 2.0 D에서약 10 mm의변위량차이를보였다. 이역시연약대층이지표면과이루는각도가수직에서수평으로작아질수록연약대층의영향을덜받는다는근거로볼수있다. 4.2 연약대층과의이격거리변화에따른터널거동분석연약대층과의이격거리변화에따른터널거동을분석하기위하여각하중단계에서터널주변의주요 5개지점 ( 그림 3) 의변위량변화를조사 분석하였다. 본논문에서는여러하중단계중에서대표적으로상재하중 13 kn 단계에서각각도별변위량을그림 12에나타내었다. (a) 30 (b) 45 (c) 60 (d) 90 그림 12. 연약대층과의이격거리변화에따른변위량 Vol. 14, No. 3, May 2012 243
상재하중 13 kn 단계에서의변위양상은터널굴착직후 ( 상재하중 6 kn 단계 ) 와유사하게대체로연약대층과의이격거리가커질수록변위의발생량이감소하는경향을보였다. 특히이격거리 1.0 D를기준으로그래프의기울기가현저히줄어드는것을알수있다. 그러나 1.0 D를기준으로기울기는줄어들었으나, 발생하는변위량관점에서본다면발생량이더감소하는 1.5 D의이격거리확보가안정성확보에더유리할것으로판단된다. 단, 60 의경우를살펴보면 1.5 D를기준으로그래프가감소하다증가하는경향을보이기도하는데, 이는실험상의오차가작용한결과로판단되지만이역시 1.5 D의이격거리를확보한다면안정성을확보할수있는근거로볼수있다. 각지점별로변위량을분석한결과, 연약대층과근접한지점인 3, 4 및 5번지점은대체로연약대층과의이격거리에따라유사한경향을나타냈으나, 연약대층과비교적떨어진지점인 1, 2번지점은경향을벗어나는결과가다소나타났다. 이는연약대층이터널의거동에미치는영향을보여주는결과로판단된다. 5. 결론 본연구에서는연약대층이지표면과이루는각도및연약대층과의이격거리에따른터널의거동을파악하기위하여축소모형실험을수행하였다. 연약대층이지표면과이루는각도가다른네가지모형과, 연약대층과의이격거리가다른다섯가지의모형, 총 20가지의모형으로실험을진행하여그에따른터널의거동을분석하였다. 본연구에서얻은주요결과를요약하면다음과같다. 1. 연약대층이지표면과이루는각도변화에따른터널의거동을분석한결과, 대체로지표면과수직을이루는 90 의경우에서변위량이가장크고, 큰차이를보이지는않지만 60, 45, 30 의순으로변위량이줄어드는것으로나타났다. 이는연약대층이지표면과이루는각도가수직에서수평으로변화할수록발생변위량이줄어드는경향을보여주는것이라할수있다. 2. 연약대층과의이격거리변화에따른터널의거동을분석한결과, 기대되듯이대체적으로연약대층과의이격거리가커질수록변위의발생량이감소하는경향을보였다. 특히이격거리 1.0 D를기준으로그래프의기울기가현저히줄어드는것을알수있다. 그러나 1.0 D를기준으로기울기는줄어들었으나, 발생하는변위량관점에서본다면발생량이더감소하는 1.5 D의이격거리확보가안정성확보에더유리할것으로판단된다. 244 한국터널지하공간학회논문집
축소모형실험을이용한연약대층근접터널의거동 3. 각지점별로발생변위량을분석한결과, 연약대층과근접한지점에서는연약대층의영향을받아대체적으로연약대층이지표면과이루는각도및연약대층과의이격거리에따라유사한경향을나타냈으나, 연약대층과비교적떨어진지점에서는연약대층의영향을받지않는결과를보여주었다. 4. 본연구의결과는본연구에서사용한재료, 지반조건및실험조건에서얻은결론으로현업에서결과를사용할때는현장조건과실험조건의상세한비교를우선적으로수행하여야함을밝히고자한다. 감사의글 본연구는국토해양부건설기술혁신사업의연구비지원에의해수행되었습니다 ( 과제번호 10 기술혁신 E04). 이에깊은감사를드립니다. 참고문헌 1. 김도식, 김영근 (2007), 암반필라를포함한비대칭근접병설터널의안정성평가에관한연구, 한국터널지하공간학회논문집, 제 9 권, 제 4 호, pp. 387-401. 2. 김상균 (2008), 확률유한요소해석에의한근접터널안정성분석, 한국터널지하공간학회논문집, 제 10 권, 제 4 호, pp. 349-360. 3. 김상환 (2003), 평행근접터널의상호거동에대한실험및수치해석적연구, 한국지반공학회논문집, 제 19 권, 제 6 호, pp. 181-187. 4. 김종우 (2004), 축소모형실험과수치해석에의한단층대부근의터널안정성연구, 산업과학연구, 제 22 권, 제 1 호, pp. 131-138. 5. 김종우, 전석원, 서영호 (2004), 지하채굴적이지표구조물의안정성에미치는영향에관한모형실험연구, 터널과지하공간, 한국암반공학회지, 제 14 권, 제 1 호, pp. 43-53. 6. 신영완, 김영근 (2010), 대단면근접병설터널에서의필러부거동특성검토, 터널과지하공간, 제 20 권, 제 3 호, pp. 131-144. 7. 안현호, 서병욱, 이석원, 김동현 (2006), 모형실험을통한편토압이터널의안정성에미치는영향, 2006 대한토목학회정기학술대회논문집, pp. 554-557. 8. 안현호, 최정인, 심성현, 이석원 (2008), 축소모형실험을통한이격거리에따른근접터널의거동, 한국지반공학회논문집, 제 24 권, 제 7 호, pp. 5-16. Vol. 14, No. 3, May 2012 245
9. 유충식, 송아란 (2006), 터널근접시공이기존터널라이닝에미치는영향에관한연구, 한국터널지하공간학회논문집, 제 8 권, 제 4 호, pp. 307-324. 10. 이홍성, 김대영, 천병식, 정혁상 (2009), 구조물근접터널시공시최적의보강범위에관한연구, 한국터널지하공간학회논문집, 제 11 권, 제 2 호, pp. 199-211. 11. 전석원, 김종우, 홍창우, 김영근 (2003), 석회암공동이터널안정성에미치는영향에관한연구, 한국지구시스템공학회지, 제 40 권, 제 3 호, pp. 147-158. 12. Adhikary, D.P., Dyskin, A.V., Jewell, R.J., Stewart, D. P. (1997), A study of the mechanism of flexural toppling failure of rock slopes, Rock Mech. Rock Engrg., Vol. 30, No. 2, pp. 75-93. 13. Fossen, H., Gabrielsen, R.H. (1996), Experimental modeling of extensional fault systems by use of plaster, Journal of structural geology, Vol. 18, No. 5, pp. 673-687. 14. Hobbs, D.W. (1969), Scale model study of strata movement around mine roadways. IV. roadway shape and size, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science and Geomech. Abstr, Vol. 6, pp. 305-404. 246 한국터널지하공간학회논문집