Comparative Study on Critical Depths of Unsupported Cuts

무지보 굴착과 관련된 임계깊이는 지보 없이 연직으로 굴착 가능한 한계깊이를 의미한다. 해석을 통한 임계깊이 결정과 관련해서는 Drucker and Prager에 의해 최초로 임계깊이의 상계값과 하계값이 제안된 이래 최근까지 주로 한계평형법에 근거한 상계값과 하계값이 제안되어 왔다. 수치해석은 해석지반의 응력-변형거동을 고려한다는 점에서 한계평형법 보다 좀 더 진보된 방법이라 할 수 있는데 무지보 굴착시의 임계깊이 결정과 관련하여 그 유용성을 검증한 사례는 거의 찾기 힘들다. 본 연구에서는 무지보 굴착면의 임계깊이를 결정함에 있어 수치해석과 한계평형법에 의한 방법의 유용성을 살펴보고자 원심모형시험에 의한 임계깊이와 비교해 보았다. 원심모형시험결과와 수치해석 결과를 한계평형법에 의한 상계값 및 하계값과 비교해 보면 Pastor와 Heyman의 상계값 및 하계값 범위 내에 있었는데 Pastor에 의한 상계값은 최근까지 제시된 상계값의 최소치로 볼 수 있다. 유한요소해석에 의한 임계깊이는 원심모형시험에 의한 임계깊이에 비해 대체로 약간 큰 값을 보였는데 그 값의 비는 0.91~1.05배 이었다. 수치해석에 의한 임계깊이와 원심모형시험에 의한 임계깊이가 큰 차이를 보이지 않음에 비해 수치해석과 원심모형시험에 의한 임계깊이는 비교를 위해 고려한 상계값과 하계값과는 상대적으로 큰 차이를 보임을 알 수 있어 설계시 상계값과 하계값을 고려하여 임계깊이를 결정함에 있어 주의가 필요함을 알 수 있었다.