초기응력은 현장시험을 통해 산정 가능하지만, 현장 여건상 시험이 불가능한 경우 경험식을 이용하기도 한다. 측압계수 결정은 유사자료를 활용하거나 포아송비를 응용한다.
1. 측압계수 결정 방법
1 - 가정 및 유사 지반자료의 이용 - 약 53%(국내의 경우) 정도 이용, (Ko = 0.5 ~
1.0)
2 - 현장시험에의한결정-단지약4% 정도이용,(Ko=0.3~1.67)
ᆞ수압파쇄법 이용시 - Ko= 1.5 ~ 3.0 정도로 크게 산출됨
ᆞ문헌자료를 이용 보정하거나 임의로 감소계수 (0.5) 등을 적용.
3 - 2가지 이상의 측압계수 적용 - 약 12% 정도 이용, (Ko = 0.5, 1.0, 1.5)
4 - 임의로 가정된 2개 이상의 측압계수(예, 0.5-1.0-1.5, 0.5-1.0 등)로 각각의 단면에 대
하여 해석을 수행하고 안전한 범위 내에서 설계하는 방법
4 중력을 무응력지반에 재하 - 약 14% 정도 이용
5 - 포아송비, 경험식 등의 적용 - 약 17% 정도 이용
2. 측압계수 단계
ᆞ1단계 - 현장응력상태를 합리적으로 모사키 위한 정보를 제공하는 단계
- 초기응력을 결정→수직응력 계산 및 측압계수 K0을 이용해 수평응력 결정
- 측압계수는 현장 암반조건을 고려해 합리적으로 결정
- 경사진 지표조건ᆞ기타 지층경계면의 영향 등을 정확히 고려하기 곤란
ᆞ2단계 - 인위적으로 계산된 초기응력을 기반으로 지표의 지질구조 및 이전의 굴착이
력, 추가외력 등을 바탕으로 수행되는 초기응력 초기화 과정단계
- 1단계의 수직, 수평응력을 가지고 초기화를 위한수치해석 수행
- 경사진 지표나 지층경계면의 고려해 초기응력을 보정
- 침식이나 퇴적작용에 의해 생성된 암반체의 측압계수 보정
- 지상건물, 인접터널의 영향을 고려
- 초기화 단계는 일반적인 수치해석 과정에서는 간과되고 있는 것이 현실이나
- 복잡한 지표형상, 지층구조를 갖는 경우 수치해석결과에 매우 민감영향을 미침
2. 하중 산정시 고려 사항
ᆞ터널의 주지보재 또는 콘크리트 라이닝에 작용하는 하중을 산정시 다음사항들을 고
려하여야 한다.
1 주지보재나 콘크리트 라이닝에 작용하는 지반압의 크기
ᆞ초기응력(initial stress), 지반조건, 터널단면의 크기, 터널 상부 지반의 두께, 굴착
공법, 굴착방법, 지보재, 콘크리트라이닝의 시공시기 등을 고려 결정
2 비배수형 터널 - 콘크리트 라이닝 해석시 수압을 고려
배수형 터널 - 지반조건과 터널내 배수시설의 용량ᆞ기능고려 배수시설 설계
3 터널 상부에 구조물이나 도로 등의 하중이 작용하는 경우 상재하중의 영향 고려
4 지형ᆞ지질에 의해 터널에 편압이 작용하는 경우 편압의 상태와 대책 고려
5 갱구부는 지역적 특성, 터널 상부지층의 두께, 지형조건 등에 따라 지진 영향 고려
6 크리프 압력은 지반의 시간 의존성 고려, 일시적인 지보 해석 시는 고려하지 않음
7 온도 변화가 구조물 기능상에 영향을 미치는 경우 온도하중 고려
8 공기압이 터널의 안정성에 영향을 줄 경우에는 이를 고려
