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문제 정의
- 앞에서 보여준 해석결과들을 살펴보면, 노치장약공에 전자뇌관을 이용한 SB발파에서 가장 높은 파단면 및 암반손상영역 제어효과가 있음을 알 수 있다. 본 논문에서는 굴착면의 정밀한 제어를 목적으로 날개형 노치장약공과 전자뇌관을 이용한 새로운 SB발파법으로, ED-NotchSB발파법을 제안한다. 본 장에서 제안하는 ED-Notch SB발파법은 차폐성능을 요구하는 핵폐기물 지층처분장 및 에너지저장시설의 건설, 초근접 터널의 굴진발파에 적용될 수 있을 것으로 기대한다.
- 본 연구에서는 날개형 노치 장약공을 이용한 SB발파에서 암반 내 파괴과정을 모사하여 장약공 노치의 파단면 제어효과를 검토한다. 노치 장약공에 적용하는 폭약밀도에 따른 파단면 형성 및 암반손상에 관하여 고찰하고, 파단면의 정밀제어가 가능한 SB발파법을 제안한다.
- 본 연구에서는 날개형 노치 장약공을 이용한 SB발파에서 암반 내 파괴과정을 모사하여 파단면 제어에 미치는 영향인자에 관하여 고찰하였다. 본 연구로부터 얻은 결과를 정리하면 다음과 같다.
- 일반적으로 이러한 균열이 발생 된 영역을 발파손상영역권 이라고 한다. 해석결과를 바탕으로 손상영역의 크기와 폭약밀도와의 관계를 분석하고 손상영역 제어방법에 대해서 논하기로 한다. 손상영역은 체적으로 취급되어야 하지만 여기에서는 정량화를 위해 간략히 Fig.
가설 설정
- 7 g/cc인 저비중폭약을 적용하는 것을 가정하고 Table 2에서 제시한 JWL변수를 입력하여 파괴과정해석한 결과를 보여주고 있다. 각 장약공에 작용하는 공내최대압력은 63 MPa이며 DS지발뇌관의 기폭으로 가정하였다. DS 지발 뇌관의 기폭초시 오차1)는 수백 ms 이상으로 계산효율성을 고려하여 먼저 기폭된 장약공 B에 의한 응력상태가 안정되는 시각 400 μs 후에 다음 장약공 A, 장약공 C가 차례로 기폭되는 것으로 하여 해석을 수행하였다.
- 압축파괴의 판정에는 Mohr-Coulomb 파괴기준식을 사용하였다. 강도 불균일성의 영향에 비해서 탄성률의 불균질성의 영향이 적으므로 강도만을 불균일성으로 가정하는 것으로 한다. 균열선단 프로세스 영역을 유한한 강도를 가진 균열면으로 가정하여 취급하면 프로세스영역의 역학특성은 균열면의 개구변위와 결합력과의 관계, 즉 인장연화곡선으로써 표현이 가능하다.
- 본 해석에서는 SB발파의 최외곽공 발파를 산정하여 Fig. 1에 보여주는 바와 같이 반무한암반 중에 자유면에 평행한 날개형 노치를 가진 3개의 장약공을 배치시키고, 해석대상영역은 연속경계조건과 자유면을 경계로 이루어진 일자유면발파를 가정한다. 여기서 장약공의간격과 최소저항선은 각각 0.
- 2에 나타낸 것과 같이 절점은 28,734개, 요소는 56,664개로 하였다. 장약공내경은 일반적인 SB발파의 규격인 직경 45 mm로 하였으며 장약공 공벽에 작용하는 폭발생성가스는 등엔돌피 팽창을 가정한 JWL상태방정식3)을 적용하였다.
- 이 체적의 비에 따라 디카플링 및 장약공의 체적변화에 따른 압력변화를 표현하도록 하였다. 폭약은 SB용 슬러리폭약 (약경 22 mm)을 가정하여 폭약밀도에 따른 JWL변수를 계산하여 Table 2에 정리하였다.1-3) 폭약밀도의 증대에 따른 파단면 제어효과를 살펴보기 위하여 초기폭약밀도를 0.
- 6 m로 한다. 해석모델은 건전한 화강암으로 가정하였으며, Table 1에 역학적 물성치 및 해석조건을 나타내었다. 유한요소의 모델의 분할은 Fig.
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