ScholarWorks@동국대학교

초록

도심지 전력구 쉴드 TBM 터널은 도로 하부 및 각종 매설물 인근에 시공되는 경우가 많아, 굴착 과정에서 발생하는 지반 침하가 사회·경제적 위험으로 확대될 수 있다. 특히 풍화토 지반은 물성의 공간적 변동성과 불확실성이 커서 평균값 기반의 결정론적 평가만으로는 잠재적 침하 리스크를 충분히 설명하기 어렵다. 이에 본 연구에서는 풍화토 지반의 불확실성을 명시적으로 반영하기 위해 몬테카를로 시뮬레이션과 3차원 유한차분해석을 결합하여 토피고가 다른 조건(20, 30, 40 m)에서 전력구 쉴드 TBM 터널 굴착 시 지표침하 및 천단침하 거동을 확률론적으로 평가하였다. 해석 결과, 지표침하는 토피고 증가에 따라 평균값과 이론값 초과확률( )이 감소하여 토피고 20, 30, 40 m에서 초과확률이 각각 9%, 3%, 1%로 나타났고 신뢰도 지수()는 1.34, 1.88, 2.33으로 증가하였다. 반면 천단침하는 토피고 증가에 따라 평균 침하 및 허용기준 초과 가능성이 증가하여 파괴확률()이 2%, 8%, 25%로 증가하고 는 2.05, 1.41, 0.67로 감소하였다. 본 연구는 풍화토 지반 쉴드 TBM 터널의 침하를 단일 값이 아닌 분포 및 위험도로 제시함으로써 결정론적 접근의 한계를 보완하고, 초과확률–신뢰도지수 기반의 정량적 리스크 평가 틀을 제안하였다.

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