[토질 및 기초 기술사] 131회 1교시 기출문제 5번

터널의 유연성비(Flexibility Ratio)와 압축성비(Compressibility Ratio)

 

 

Ⅰ. 정의

1) 터널 라이닝 : 연약지반에서는 강성체로 거동하고, 강성지반에서는 연성체로 거동

2) 유연성비(F) : 지보재 강성과 지반강성의 상대적 크기를 나타내는 지표로 라이닝 Bending Stiffness에 의해 결정되는 요소임

3) 압축성비(C) : 지반변형에 대한 지보재 저항정도를 나타내는 지표

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Ⅱ. 유연성비와 압축성비의 의미 및 해석

1) 유연성비 F

  ① 터널 반경이 크면 유연성비가 크다

  ② 라이닝 강성이 크면 F가 작아짐

  ③ 지반 강성이 작으면 F가 작아짐

  ④ Flexible과 Stiff의 경계를 F=10으로 구분하며, F>10이면 Flexible

  ⑤ 지반이 라이닝보다 유연히 움직이면 연성으로 라이닝에 하중을 줄 수 있다는 의미

  ⑥ 라이닝의 두께나 강성보다는 철근을 많이 삽입하도록 관리

2) 압축성비 C

  ① 지반 침하 및 터널 수축 정도 판단

  ② 지보재 설계 시 안정성 검토 지표

  ③ 두께가 두꺼우면 작은값, 토사의 경우 1보다 작게 설계

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Ⅲ. 특징 및 비교

유연성비	압축성비	비고
지보재의 강성 상대 평가 → 설계 초기단계 판단 지표	실제 변형율 기반 안정성 평가 → 해석 결과 검증 지표	두 값은 상호보완적으로 사용되며, NATM 설계에서 필수적 요소

 

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Ⅳ. 기술자적 제언

1. 터널 설계 시 지보재의 강성과 지반조건을 고려한 유연성비 및 압축성비 검토 필수
2. 시공 중 계측을 통해 압축성비를 추정·검증하고 설계 반영 필요
3. 기술자는 지반-지보재 상호작용을 종합적으로 고려하여 안전성과 경제성을 확보해야 함