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손상대를 고려한 암반사면 안정성 평가 및 인자분석
Assessment of Rock Slope Stability and Factor Analysis with a Consideration of a Damaged Zone 원문보기

터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.24 no.3, 2014년, pp.187 - 200  

김진수 (인하대학교 대학원 에너지자원공학과) ,  권상기 (인하대학교 공과대학 에너지자원공학과) ,  천대성 (한국지질자원연구원 지구환경본부 지하공간연구실) ,  박의섭 (한국지질자원연구원 지구환경본부 지하공간연구실)

초록
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굴착 또는 발파 후 암반손상대 내 암반 물성은 응력재분배나 발파충격에 의해 영구히 약화된다. 본 논문에서는 이러한 암반손상대를 사면에 적용하였다. 손상대 유 무에 따라 2차원 모델링을 통해 암반사면의 역학적 정성을 비교하고 안전율에 영향을 미치는 인자를 분석하는 것이 본 연구의 목적이다. 모델링 결과 사면의 역학적 안정성은 손상대 유 무에 따라 현저하게 차이가 있었다. 특히 손상대를 고려한 안전율은 고려하지 않을 때 보다 약 49.4%가 감소하였다. 부분요인설계법을 이용하여 안전율에 관한 인자 분석을 실시한 결과 안전율에 영향을 미치는 주요 인자는 사면 경사, 점착력, 내부마찰각, 높이였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

After excavation or blasting, rock properties within an excavation damaged zone can be perpetually weakened on account of stress redistribution or blasting impact. In the present study, the excavation damaged zone is applied to a rock slope. The objective of this research is to compare the mechanica...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 암반사면을 대상으로 굴착 또는 발파 후 발생하는 EDZ의 영향을 평가하기 위해 모델링을 구현한 후 안전율을 비교하였다. 또한 안전율에 영향을 미치는 여러 인자들을 설정하고 실험계획법의 한 종류인 부분요인설계법(Fractional Factorial Design)을 이용해 관련 인자들의 영향을 분석하였다.
  • 본 논문은 2차원 연속체 코드인 FLAC을 이용하여 암반사면의 안정성을 손상대 유・무에 따라 비교・분석 하였다. 손상대를 고려하지 않는 사면을 A 타입, 손상대가 존재하고 물성을 절반으로 감소시킨 사면을 B 타입, 손상대가 존재하고 불균등한 물성을 갖는 사면을 C 타입으로 정의하여 각 타입별로 역학적 거동과 안정성에 대해 비교하였다.
  • 6은 모델 격자망(mesh)과 경계조건을 보여준다. 손상대가 발생한 지표 근처 격자망을 미세하게 모사하여 정밀 분석이 가능하도록 하였다. 구성모델은 탄소성 모델인 Mohr-Coulomb 모델이고 전체 암반을 균질, 등방성으로 가정하였다.
  • 1920년대 Fisher가 농업 실험을 위해 연구하여 발전시킨 이후 의학, 공학, 사회학 등 자연과학과 사회과학에 관계없이 광범위하게 적용되고 있다. 제품의 특성에 영향을 미치는 여러 인자 들을 선정하고 인자들의 관계를 알아보기 위한 실험을 실시하여 가장 효율적인 최적 조건을 찾아내고자 하는 것이 실험계획법의 목적이다.

가설 설정

  • 5로 설정하여 A 타입과 C 타입을 좀 더 명확하게 구분하도록 하였다. C 타입은 사면의 지표면에서부터 거리에 따라 90%에서 10%까지 점진적으로 감소하는 것으로 가정하였다. 앞서 설명한 Fig.
  • 손상대가 발생한 지표 근처 격자망을 미세하게 모사하여 정밀 분석이 가능하도록 하였다. 구성모델은 탄소성 모델인 Mohr-Coulomb 모델이고 전체 암반을 균질, 등방성으로 가정하였다. 지표면을 제외하고 바닥면과 측면부는 수직방향 변위를 고정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
비가역적이란? , 1997). 비가역적이란 소성변형의 발생으로 수리전도도 증가, 변형계수 감소와 같은 변화가 영구적으로 발생함을 의미한다(Bäckblom and Martin,1999). ZEDEX는 프랑스의 ANDRA(The National Radioactive Waste Management Agency)와 영국의 NIREX Limited, 스웨덴의 SKB(Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co.
암반손상대란? 굴착 또는 발파 작업은 충격과 진동으로 인해 암반의 응력재분배를 발생시키고 충격과 진동을 받은 암반은 역학적, 수리적 물성이 영구적으로 변하게 된다. 이러한 구간을 암반손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ) 라고 정의한다. 캐나다를 비롯한 선진국들은 자국의 지하연구시설에서 EDZ에 관한 현장 및 실내시험을 통해 EDZ내에서의 물성변화, EDZ 크기 등을 평가하였다 (Sato et al.
실험 계획법이 적용되고 있는 곳은? 실험 계획법은 효율적인 실험 방법을 설계하고 결과를 분석 하는 통계학의 응용 분야이다. 1920년대 Fisher가 농업 실험을 위해 연구하여 발전시킨 이후 의학, 공학, 사회학 등 자연과학과 사회과학에 관계없이 광범위하게 적용되고 있다. 제품의 특성에 영향을 미치는 여러 인자 들을 선정하고 인자들의 관계를 알아보기 위한 실험을 실시하여 가장 효율적인 최적 조건을 찾아내고자 하는 것이 실험계획법의 목적이다.
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참고문헌 (36)

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