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사면보강을 위한 요철형 암반굴착 공법개발
Development of Uneven Excavation Method for Reinforcement of Ground Slope 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.21 no.10, 2020년, pp.259 - 266  

김현기 (가톨릭관동대학교 에너지플랜트공학과)

초록
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사면안정공법 중 락볼트 공법은 터널이나 흙막이공법에도 널리 적용되는 공법이나 불안정한 지반을 보강하기 위한 축력이 시간이 경과됨에 따라 감소되고 천공된 원지반과 충진재 사이의 강도가 현저히 줄어들어 내구성이 떨어지거나 설계 성능을 발현하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행하였다. 개발된 드릴비트의 성능평가를 위해 100MPa이상의 암석을 확공굴착 하여 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 평가를 위해 요철유무에 따른 실험체를 제작하여 성능실험 및 평가를 수행하였다. 실험결과 요철이 형성된 모델은 요철이 없는 모델의 인발저항 임계하중인 468.7kN의 약 1.7배로 평균값 801.6kN을 나타내어 그 효과를 충분히 확인하였다. 암석과 그라우트 접촉면이 파괴되기 전 암석의 취성으로 인해 실험체가 먼저 파괴되어 요철형성 모델의 임계하중 측정은 불가능 했으나, 암석 파괴하중 도달 전 그라우트 충진부의 슬립이 전혀 발생하지 않았고, 암석파괴시의 하중이 요철이 없는 모델의 임계하중을 충분히 넘어선 점을 감안하면 요철 확공직경이 20mm 증가했음에도 불구하고 저항능력이 획기적으로 늘어날 것으로 기대된다. 향후 최적 요철형성 락볼트 공법개발을 위한 수치해석 모델개발 및 변수연구와 추가 실험에 본 연구의 결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, required drill bits and excavation methods were developed for an uneven drilling method that can solve the problem of performance degradation of rock bolts. The developed drill bit's excavation performance was verified using rock with a strength of 100 MPa or more. In addition, for th...

주제어

#Rock Bolt   #Unevenness   #Drilling Bite Tip   #Pull-Out Resistance   #Drilling Method  

표/그림 (21)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 사면에 적용되는 락볼트의 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 암반굴착 락볼트 공법에 관한 것으로, 직경 130mm 및 단차 20mm이상의 연구목표 수준에 따라 개발된 확공 드릴비트와 드릴링 시스템에 대해 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 성능실험을 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 락볼트 공법의 단계는? 기존의 락볼트 공법은 ‘천공-락볼트삽입-충진-정착’의 4단계로 이루어져 있다. 락볼트 시공직후 인발시험을 실시하여 시간경과에 따른 락볼트 축력변화 정도를 관리하지만, 시간경과에 따른 원지반과 그라우트간 미세한 간격으로 인해 축력감소 현상이 발생하게 된다.
락볼트 공법의 문제점은 무엇인가? 사면안정공법 중 락볼트 공법은 터널이나 흙막이공법에도 널리 적용되는 공법이나 불안정한 지반을 보강하기 위한 축력이 시간이 경과됨에 따라 감소되고 천공된 원지반과 충진재 사이의 강도가 현저히 줄어들어 내구성이 떨어지거나 설계 성능을 발현하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행하였다.
성능 저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행한 결과는? 개발된 드릴비트의 성능평가를 위해 100MPa이상의 암석을 확공굴착 하여 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 평가를 위해 요철유무에 따른 실험체를 제작하여 성능실험 및 평가를 수행하였다. 실험결과 요철이 형성된 모델은 요철이 없는 모델의 인발저항 임계하중인 468.7kN의 약 1.7배로 평균값 801.6kN을 나타내어 그 효과를 충분히 확인하였다. 암석과 그라우트 접촉면이 파괴되기 전 암석의 취성으로 인해 실험체가 먼저 파괴되어 요철형성 모델의 임계하중 측정은 불가능 했으나, 암석 파괴하중 도달 전 그라우트 충진부의 슬립이 전혀 발생하지 않았고, 암석파괴시의 하중이 요철이 없는 모델의 임계하중을 충분히 넘어선 점을 감안하면 요철 확공직경이 20mm 증가했음에도 불구하고 저항능력이 획기적으로 늘어날 것으로 기대된다. 향후 최적 요철형성 락볼트 공법개발을 위한 수치해석 모델개발 및 변수연구와 추가 실험에 본 연구의 결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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참고문헌 (17)

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  17. KS F 2405, "Standard test method for compressive strength concrete", Korean Agency for Technology and Standards (KS), Seoul, Korea, 2017. 

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