TBM 공법에서 세그먼트 나 NATM 에서의 라이닝

설계 흐름
1) 기하학적 결정 : 선형, 직경, 라이닝 두께, 폭
2) 지반정보
3) 단면
4) TBM 기계 데이터 : 길이, 구속압, 추진압, 그라우팅
5) 재료
6) 하중 : 토압, 수압, 시공하중
7) 모델 : 수학적/경험적/수치해석적
8) 계산 : 축력/모멘트/전단력/처짐/접합

설계하중
1) 주하중 : 토압, 수압, 라이닝 자중, 기타하중

2) 부하중 : 이렉터(erector) 하중, 설치하중, Jack 추진하중, 그라우팅 압력, 시공장비 하중
3) 지진하중 : 응답변위법, 진도법

구조계산
- 세그먼트 휨응력 계산
- 세그먼트 체결볼트 응력 계산
- 키(Key) 세그먼트 연결부 검토 (최상부나 측벽에 마지막에 끼워넣는


세그먼트 크기/연결/두께
1) 1.2m 길이, 1.2m 폭 정도로.
2) 곡률에 따라 다르고, 곡선부는 작게 하는 것이 유리
3) 강재/RC 의 비교
4) 주입공 필요.
5) 교차구조

6) 연결 : 장볼트, 직볼트 곡선볼트
7) Key Segment

8) 방수 : 코킹, 그라우팅, 개스킷(압축/팽창), Swellable Joint
9) 두께 : 8m 단면 기준 약 40cm. 직경의 1/20 정도로 경험적.

Terzaghi 터널 (암반) 이완하중
- Ko 측압계수, 토피고, 암반등급
- 재래식 터널공법(ASSM), 전토피 하중을 다 받음.
ASSM (American Steel Support Method) : 1차 라이닝, 2차 라이닝에 의해 이완하중을 지지한다고 가정.
NATM (New Austria Tunneling Method)

하지만 천층터널이나 암질이 양호한 경우 과다 하중 분포
(2C 를 빼기도 함. 암반하중을 실제화하도록 축소하기 위하여)

- Bierbaumer 와 비교

(Parabola : 포물선 형태가 다름.)

- Barton 과 비교
- Bieniawski 와 비교 (RMR), Wickham (RSR, Rock Structure Rating)
- Type-1~4 (Terzaghi 암반분류) 에서 Terzaghi 암반분류는 토피고 하중 높이가 증가하나,
실제로는 크게 증가하지 않고, Type-4(풍화암) 부터 토피고 하중 높이가 증가함. (이완하중 고려하면 됨. 이완하중 감소효과 30%)
- 측압계수의 변화를 적용할 수 없음. (측압계수가 감소하면 Terzaghi 와 유사한 값을 가짐.)
측압계수가 1 이상이면 역시 이완하중을 효과적으로 적용할 수 있다.

라이닝 (터널 라이닝, Lining)
- 역학적 접근을 할 수도 있고 안 할 수도 있음. (1차 지보재가 지지하고 있기 때문) – 원칙적으로는 1차 지보에 의해 터널변위가 수렴된 상태에서 라이닝 시공.
- 역학적 접근 : Shotcrete 의 AAR 에 따라 열화를 입어 라이닝이 필요하다. 그럼 이완하중 계산은?
- 지반-라이닝 상호작용 (Ground-Lining Interaction) 모델 적용. -> 새로운 응력 재분배가 이뤄질 수도 있음.
수치해석을 통해 각 부분을 Terzaghi 암반 분류에 따른 하중을 적용하여 해석