A Study on the Closure Ratio for Tunnel Face Stabilization during Tunnel Excavation in Sand Soil

Abstract This paper presents experimental and numerical studies on the closure ratio of tunnel face to reduce pressure and displacement occurring at tunnel face during tunnel excavation. In experimental study, model tests are carried out according to the closure ratio of tunnel face and tunnel depth. Model test results are analyzed and interpreted by numerical calculation in order to verify results obtained from experimental and numerical studies. It is clearly found that tunnel face stability increases with the increase of the closure ratio of tunnel face. The results also show that tunnel face is stable when the closure ratio of tunnel face is larger than 80%. This research will be very useful to develop the economical tunnel face closing system. 요 지 본 논문은 터널 굴착시 막장면 안정성 확보를 위한 막장폐합비에 따른 막장면 응력 및 지반거동을 분석하기 위해 실내모형실험 및 수치해석적 분석을 실시하였다. 실내모형실험에서는 터널막장면의 폐합비와 토피고에 따른 막장면 응력 및 지반의 거동을 실험하였다. 실내모형실험 결과를 검증하기 위하여 2차원 수치해석을 실시하였으며 이들 서로의 결과들을 비교 분석하였다. 그 결과 막장 폐합비가 증가할수록 터널 막장면 안정성 확보가 가능할 것으로 판단되며 막장 폐합비가 80% 이상일 경우에는 막장 안정성에 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 이러한 연구결과는 향후 경제적인 터널 막장폐합시스템을 개발하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.