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NTIS 바로가기터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, v.24 no.4, 2014년, pp.255 - 274
이상은 (강원대학교 삼척캠퍼스 에너지자원공학과) , 김학성 (강원대학교 삼척캠퍼스 방재대학원 광해.지질방재전공) , 장윤호 (강원대학교 삼척캠퍼스 에너지자원공학과)
The target of this study is large scale rock slope collapsed by around 7 pm on August, 2012, which is located at 주제어
핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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본 논문에서 수행한, 2012년 8월 23일 강원도 강릉시 소재의 ○○ 석회석광산에서 발생한 대규모 사면 붕괴의 원인을 분석하기 위해 다양한 시험을 실시한 결과를 토대로 안정성 해석을 수행한 결과는 무엇인가? | 1. 대상 사면은 고생대 조선계의 풍촌 석회암, 시대 미상의 화강암, 편암 및 슬레이트가 교호하는 지역으로서 사면 배후에 있는 계곡부는 큰 규모의 추정 단층대로서 깊은 풍화대가 발달하고 있으며, 채광장 방향으로 형성된 주향이동 단층과 #42 철탑 부근에서 서로 교차하고 있다. 2. 지표지질조사 결과 붕괴 사면 배후를 따라 N20E~N70E의 주향과 40°~70°의 경사로 7 cm~1 m 이상의 2차 인장균열도 곳곳에서 발견되었으며, 사면 전도에 따른 암 붕괴와 하부 석회암의 공동침하로 추정되는 함몰지가 발견되기도 하였다. 또한 붕괴사면 접촉대에서는 폭 1.2 m~1.5 m에 이르는 석회암 공동이 발견되었으며 과거 사면 이동의 자료인 나무의 수간변이 흔적을 따라 인장균열도 발생하였다. 3. 고해상도 인공위성에 의한 선구조 분석결과 방향성및 길이 분포 상 주된 선구조 방향은 N65E이고 주로 N45~70E의 범위를 갖는데, 이것은 사면 배후에 발달하고 있는 계곡부의 추정 단층대와 동일한 방향성을 갖는다. 정밀 음영기복도 선구조 분석결과 주된 선구조 방향 N5E와 N15~25E의 연장이 긴 선구조 방향은 채광장 사면 방향으로 형성되어 있는 단층대와 동일한 방향을 나타낸다. 4. 시추조사결과 BH-1 및 BH-2 공에서는 석회암, 편암, 슬레이트 및 화강암이 혼재되어 나타나고 있으며, 일부 심도의 파쇄대에서 점토 함유 및 계곡방향으로 Slickenside 흔적으로 보이고 있어 단층의 특성을 보인다. BH-3 공은 13.9 m까지 암편섞인 실트질 모래의 붕적층이고 그 이하에서는 석회암이 분포한다. 5. 시추 및 공내영상촬영에 의한 불연속면 조사 결과 주요 불연속면군의 경사 및 경사방향이 23~25/342~001, 28~55/237~290으로 나타나며, 절취면의 붕괴 방향 320°와 비교할 때 20° 이상의 차이를 보인다. 6. 붕괴된 사면에서 굴절법 탄성파 탐사와 전기 비저항 탐사를 수행하였다. 탄성파 탐사결과 150~320 m 구간은 계곡부의 추정 단층대의 영향으로 풍하대가 깊게 나타난다. 전기비저항 탐사결과 전체적으로 50~100,000 Ω-m의 분포를 보이며, 200~280 m 이상대는 사면붕괴 및 계곡부 추정 단층대로 지하수가 침투함에 따른 영향으로 생각된다. 170~190 m의 이상대는 소계곡부로서 하부 파쇄대나 절리 등 구조대의 영향에 기인하는 것으로 판단된다. 7. 사진입체측량기법에 의해 노두 사면의 불연속면을 조사한 결과 붕괴면 좌측부에서 경사/경사방향이 44/335인 석회암 층리는 평면파괴, 석회암 층리와 석회암 절리 72/283 사이에는 쐐기파괴의 가능성이 있다. 붕괴면의 정상부와 우측부에서의 불연속면 조사결과 사면붕괴 가능성은 없는 것으로 나타났다. 8. 붕괴사면 좌측부 쐐기활동에 대한 한계평형법 해석 결과 안전율이 1.616이고 강도감소법을 적용한 연속체 및 불연속체 전산해석결과는 각각 1.91 및 1.10으로 나타나 고 소성역을 관찰한 결과 사면 붕괴는 발생하지 않는 것으로 여겨진다. | |
사면의 안정성을 파악하기 위해 수행한 것은 무엇인가? | 사면 붕괴의 원인을 분석하기 위하여 시추, 물리탐사, 지표지질조사, 선구조분석, 공내영상촬영, 입체사진영상촬영, 실내시험 및 현장시험, 년도별 채광현황 및 강우량 분석등의 현장 및 지반조사를 실시하였다. 사면의 안정성을 파악하기 위하여 SMR, 평사투영법, 한계평형법, 연속체 및 불연속체 해석을 수행하였다. 이 결과들로부터 사면붕괴의 원인은 지형, 강우, 암종 및 암질, 불연속면, 석회암 공동이나 단층의 지질구조적 특성 등 여러 요인들이 복합적으로 작용하여 사면활동이 발생한 것으로 추정되지만, 석회암 공동을 고려하지 않을 경우 사면 붕괴는 발생하지 않는 것으로 분석되었다. | |
사면이 안정한 것으로 평가받기 위해 필요한 조건은 무엇인가? | 석회석 광산에서 노천채굴시 필연적으로 암반사면이 발생하게 되는데, 채석장에서 사면의 붕괴가 발생하면 작업자의 인명피해 발생뿐만 아니라 채광작업의 곤란으로 생산성이 떨어져 경영악화로 이어지므로 채굴 중이거나 채굴 후에도 암반사면의 안정화는 매우 중요하다. 채굴이 완료된 암반사면은 산림청 주관 하에 산지 복구계획에 따라 재정리됨으로써 지진 및 집중강우 등 특별한 자연재해가 없다면 사면은 안정한 것으로 평가된다. 그러나 채굴이 진행되는 암반 사면은 채굴완료까지 상당히 오랜 기간 동안 지표수 유입, 동결융해 등에 의해 절리, 층리 및 단층 등 암반 불연속면에 풍화가 촉진되어 암반강도가 저하하게 된다. |
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