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암반물성에 따른 제주도 무지보 공동 안정성에 대한 수치해석

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Alternative Title
The Numerical Analysis of Stability of Non-Supported Beam tunnel in Jeiu Island according to Rock Property
Abstract
The change of rock property is a important variable for the stability of non-supported beam tunnel. It is necessary to interpret with property proper to ground condition for the accuracy of interpreting the stability, but only a few studies on volcanic rock in Jeju Island have done, and theses are containing the changeability or uncertainty according to soil condition.
This study compared existing data with the stability of tunnel according to the property of a sample ore collected from volcanic rock of non-supported beam tunnel distributed in Jeju Island with laboratory test of rock and RMR mass classification, and carried out the numerical analysis of tunnel's stability according to rock property with MIDAS/GTS Finite Element Analysis Program. As the result of analyzing basalt of non-supported beam tunnel, it indicated smaller strength parameter than existing data, and the value from laboratory test of rock was greater than strength parameter by RMR mass classification, it can be considered that deformation behavior by RMR mass classification is considerably generated. And as the result of analyzing deformation behavior, it is considered that the change on depth criterion has the greatest influence on the stability of cavity.
As the result of analyzing volcanic tuff of non-supported beam tunnel, strength parameter by RMR mass classification is great, thus it has an influence on deformation behavior, and it is considered that existing calculation had excessive strength parameter. And as the result of analyzing deformation behavior, it is considered that the change on internal friction angle has the greatest influence on the stability of tunnel.
As the result of numerical analysis of scoria in non-supported beam tunnel, it has higher risk even now, and it is considered that there will be instantaneous destruction due to environmental factor such as the change of rock property.
Author(s)
홍종완
Issued Date
2009
Awarded Date
2009. 2
Type
Dissertation
URI
https://oak.jejunu.ac.kr/handle/2020.oak/16928
Alternative Author(s)
Hong, Jong Wan
Affiliation
제주대학교
Department
대학원 토목해양공학과
Table Of Contents
I. 서론 1
1. 연구배경 및 목적 1
2. 연구내용 및 범위 2

II. 이론적 배경 3
1. 터널굴착에 따른 지반의 거동 3
1) 초기응력 3
2) 터널 굴착 후 주위 암반의 응력상태 5
3) 터널굴착에 의한 하중전이 효과(arching effect) 7
4) 막장 진행 효과에 의한 영향 8
5) 터널지보재의 강성 및 설치 위치에 의한 영향 8
2. 암반-지보의 상호관계 10
1) 무지보 터널의 변위 10
2) 무지보 터널과 지보재의 변형특성 12
3) 암반-지보의 거동의 이동식 14
3. 암반공학적 지반조사 17
1) RMR 분류법 17
4. 수치해석 21
1) MIDAS/GTS의 개요 21
2) MIDAS/GTS의 해석 흐름 21
3) 해석방정식 22

III. 지반정수에 따른 수치해석 25
1. 해석적용 모델 25
1) 지형여건 25
2) 지질특성 26
2. 해석조건 및 방법 28
1) 실내암석시험과 RMR분류법을 이용한 강도 변수 28
2) 측압계수(K。) 28
3) 탄성계수(E) 29
4) 내부마찰각(φ) 29
5) 점착력(c) 29
6) 토피고(H) 30
3. 해석모델링 및 지반 물성 결정 30
1) 해석모델링 30
2) 실내암석시험 32
3) 지반 물성치 결정 39
4) RMR 분류법 40
4. 기존 물성치와 비교 43
1) 실험치와 기존 현무암의 물성치 비교 43
2) 실험치와 기존 응회암의 물성치 비교 44
3) 실험치와 기존 스코리아의 물성치 비교 44

IV. 수치해석 결과 및 분석 45
1. 현무암 무지보 공동의 변위 45
1) 실내암석시험과 RMR분류법을 이용한 강도 변수 45
2) 측압계수에 따른 변위 47
3) 탄성계수에 따른 변위 49
4) 내부마찰각에 따른 변위 51
5) 점착력에 따른 변위 53
6) 토피고 변화에 따른 변위 55
2. 현무암 무지보 공동의 변위 거동 분석 57
3. 응회암 무지보무지보 공동의 변위 58
1) 실내암석시험과 RMR 분류법을 이용한 강도 변수 58
2) 측압계수에 따른 변위 60
3) 탄성계수에 따른 변위 62
4) 내부마찰각에 따른 변위 64
5) 점착력에 따른 변위 66
6) 토피고 변화에 따른 변위 68
4. 응회암 무지보 공동의 변위 거동 분석 70
5. 스코리아 무지보 공동의 변위 71
1) 실내암석시험에 따른 변위 71
2) 측압계수에 따른 변위 73
3) 탄성계수에 따른 변위 75
4) 내부마찰각에 따른 변위 77
5) 점착력에 따른 변위 79
6) 토피고 변화에 따른 변위 81
6. 스코리아 무지보 공동의 변위 거동 분석 83
7. 측압계수와 무지보 공동 형상에 따른 소성영역분포 특성 84
1) 현무암 무지보 공동 84
2) 응회암 무지보 공동 85
3) 스코리아 무지보 공동 86

V. 결 론 87

Ⅵ. 참고문헌 90
Degree
Master
Publisher
제주대학교
Citation
[1]홍종완, “암반물성에 따른 제주도 무지보 공동 안정성에 대한 수치해석,” 제주대학교, 2009.
Appears in Collections:
General Graduate School > Civil and Ocean Engineering
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