A Study on the Crack-propagation Mechanism of Pre-splitting Method with Consideration of Stress Field

응력장을 고려한 프리스플리팅 공법의 균열발생 원리에 대한 연구

  • 윤지선 (인하대학교 토목공학과) ;
  • 우택규 (인하대학교 토목공학과) ;
  • 김민우 (인하대학교 토목공학과) ;
  • 장영민 (인하대학교 토목공학과)
  • Published : 2009.12.31

Abstract

Abstract By investigating the stress redistribution caused by the preceding cut blasting when applying the pre-splitting method to tunnel round, an attempt was made to find conditions that were favorable for the propagation of cracks in contour holes. The investigation of the direction of minor principal stress in the numerical analysis revealed that the most significant factor affecting the change of the direction was the loading condition, while the core shape, rock type, and tunnel depth seemed to be less important in determining the direction of minor principal stress. Moreover, the number of cracks tended to increase with the increase of deviatoric stress. Through the model test of pre-splitting, it is confirmed that the pre-splitting method taking the stress field into account can reduce the extent of yield zone and has advantage in controlling the direction of crack than the conventional one.

본 연구에서는 프리스플리팅 적용 시 심발 발파를 통해 먼저 자유면을 확보한 후 이에 따른 응력변화를 관찰함으로서 최 외곽영역에서 균열형성을 함에 있어서의 유리함을 판단하고자 하며 균열형성이 용이한 조건을 찾고자 한다. 수치해석에서는 터널 내 최소주응력 방향을 고려했으며 수치해석 결과 응력의 방향변화는 가압하중의 크기변화에 큰 영향이 있음을 확인할 수 있었고, 차응력이 증가할수록 균열이 증가하는 경향을 확인하였다. 모형실험결과 응력장을 고려한 프리스플리팅공법 적용으로 기존 프리스플리팅 공법에 비해 균열 제어가 용이하고, 이를 통해 이완영역 축소를 기대할 수 있으며 또한 새로운 개념의 프리스플리팅 공법의 적용성을 판단하였다.

Keywords

References

  1. 윤병식, 1999, Pre-splitting 발파공법에 관한 기초적인 연구, 석사학위논문, 인하대학교, 인천
  2. 임수환, 2008, 응력장을 고려한 Pre-splitting공법 적용에 대한 연구, 석사학위논문, 인하대학교, 인천
  3. 임수빈, 1996, 발파에 의한 터널굴착에 있어서 발파공인접 암반의 동적 손상 평가, 박사학위논문, 경희대학교, 수원
  4. 최성웅, 김재동, 2008, UDEC과 LS-DYNA에 의한 암반균열 전파 시뮬레이션의 비교분석, 학술대회 춘계 논문집, 대한화약발파학회, pp. 33-41
  5. 윤지선, 1992, 최신 발파기술, 구미서관
  6. 윤지선, 박종관, 2003, 토목기술자를 위한 암반역학, 구미서관
  7. 山口梅太郎. 下村弥太郎, 1969, スムースプラス ティングに関する研究 第2報:破壊機構に関する 理論的考察, Science and Technology of Energetic Materials ,Vol. 30 No. 2 pp. 71
  8. U.S Department of Transportation : Rock Blasting and Overbreak Control, No FHWA-HI-92-001, National Highway Institute, 1991