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문제 정의
- 비록, 동적인 응력파가 파쇄균열대를 형성시키며 발파공 주위 암반에 가장 큰 손상을 일으키지만, 가스압은 응력파에 의해 생성된 균열을 다시 진행시켜 발파공으로부터 가장 원거리까지 암반에 손상을 가하는데 기여를 하여 최종적인 암반의 손상영역을 형성한다고 볼 수 있다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.
- 본 논문에서는 발파에 의한 암반의 손상영역을 예측하기 위해 준정적인 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 계산하였다. 이를 위해 한 개의 발파공과 그 주위에 생성되는 네 개(N=4)와 여덟개(N=8)의 대칭 방사 균열을 모델로 사용하였다.
- 그러나 이들의 연구는 많은 조건과 그 복잡성으로 인하여 실제 발파에 응용하는데 많은 어려움이 있다. 이에 본 논문에서는 암반의 손상영역을 비교적 간단하게 예측할 수 있는 방법을 이론적으로 제시하였다.
가설 설정
- 균열이 최종적으로 진행할 수 있는 길이를 계산하기 위하여 그림 2와 같이 무한 탄성평면에 발파공과 그 주위에 대칭으로 형성되는 방사균열의 모델을 사용하였다. 균열은 가스압에 의해 동일한 길이로 진행하며, 발파공 벽면과는 수직을 이루고 있는 것으로 가정하였다. 생성되는 균열의 수는 Garnsworthy(1990)에 의해 실험적으로 3개에서 8개의 균열이 생성된다고 보고되었다.
- 그림 2에서 pA와 pB는 각각 발파공과 균열에 작용하는 가스압으로, 그 크기는 발파공벽과 균열내부벽에 일정하게 작용한다고 가정하였다. 또한, 발파에 의한 가스압의 크기가 주위의 암반에 존재하는 현장 응력보다 아주 크기 때문에 중력에 의한 영향은 무시하였다.
- 또한, 단열지수는 γ = 3을, 초기 균열길이는 li =0.1m로 가정하였다.
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