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지반응력을 고려한 2차원 공동 주변 대칭형 암석 블록의 안전율 산정 방법 개발
Development of Stability Analysis Method for Symmetric Rock Block on 2D Underground Opening Considering Geostatic Stress

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Authors
강일석
Advisor
송재준
Major
공과대학 에너지시스템공학부
Issue Date
2017-02
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
블록 이론지반응력개별요소법인발력
Description
학위논문 (석사)-- 서울대학교 대학원 : 에너지시스템공학부, 2017. 2. 송재준.
Abstract
지하 공간을 개발함에 있어서 암석 블록의 거동은 낙반 사고와 같은 안전사고의 원인이 됨과 동시에 지하 공간의 안정성을 위협할 수 있는 중요한 위험 요소이다. 하지만 암석 블록의 거동을 예측하기 위한 주요 기법인 블록 이론은 고심도 암반과 같이 지반응력의 작용이 상대적으로 큰 조건에서는 적용되기 어려운 부분이 있고, 실내시험을 수행하기 어려운 연구 분야의 특성 상 암석 블록의 거동을 효과적으로 예측할 수 있는 이론적 방법론이 부족한 상황이다.
따라서 본 연구에서는 기본적인 형태의 심부 지하공동 및 암석 블록 모델에 대하여, 지반응력이 작용하는 경우 암석 블록의 안정성을 이론적 및 수치해석적으로 분석하고자 하였다. 먼저 Kirsch해에 따른 공동 주변에서의 응력 분포를 분석한 후, 이를 통해 암반-블록 경계면에서 지반응력의 작용으로 인해 유도되는 응력성분의 값을 추정하였다. 그리고 Mohr-Coulomb의 전단거동식을 적용하여, 암반-블록 경계면의 전단강도에 따른 암석 블록의 안전율 이론식을 수립하였다.
또한 기존의 연구들에서 충분하게 고려되지 못하였던 암반 및 절리면 변형의 영향을 고려하기 위해, 개별요소 수치해석 소프트웨어인 UDEC을 활용하여 지반응력이 작용하는 암반 및 블록 모델에 대해 안정성을 분석하였다. 그리고 분석 결과를 앞서 수립한 이론식을 통한 분석 결과와 비교하여 암반 및 절리면 변형의 영향을 정량적으로 분석하였으며, 이를 접촉함수(Contact function) 형태로 나타내었다.
본 연구의 결과를 통해 지반응력의 작용하는 경우에서 암석 블록의 안정성을 보다 정량적으로 파악할 수 있으며, 이후 지하공간에서 암석 블록의 거동 메커니즘을 규명하는 데에 기초적인 자료로 활용될 수 있을 것이다.
Language
Korean
URI
http://hdl.handle.net/10371/123542
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Appears in Collections:
College of Engineering/Engineering Practice School (공과대학/대학원)Dept. of Energy Systems Engineering (에너지시스템공학부)Theses (Master's Degree_에너지시스템공학부)
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