본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 지하공동 굴착 및 지보의 진행에 따른 암반의 응력경로를 분석하였다. 지보작업 모델링은 숏크리트와 록볼트에 대하여 각각 수행하였고 측압계수(K=0.62, 2.44, 4.26) 변화에 따른 응력경로를 분석하였다. 그 결과 지보설치로 인하여 지하공동 굴착면의 최종 응력상태는 무지보일 경우보다 최소주응력이 1.4배~2배 증가한 삼축응력상태를 나타내었다. 굴착 및 지보의 진행에 따른 지하공동 주변의 안정성 평가를 위하여 응력경로와 파괴포락선의 관계를 나타내는 추세이격비와 추세각의 개념을 도입하였다. 무지보일 경우와 비교하면 추세이격비는 숏크리트 타설로 인하여 6.8%~9.1% 록볼트 설치로 인하여 6.4%~11% 증가하였고, 불안정한 영역으로 진입하는 추세각의 빈도는 숏크리트 타설로 인하여 8%~12% 록볼트 설치로 인하여 3%~11% 감소함으로써 지하공동의 안정성이 향상되었다.
본고에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 지하공동 굴착 및 지보의 진행에 따른 암반의 응력경로를 분석하였다.