• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.16 no.5
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• pp.129-140
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• 2000

최근들어 핵폐기물 지하처분장을 중심으로 터널굴착에 의한 주변 암반의 손상상태와 암반특성의 변화를 정량적으로 평가하기 위한 시도가 이루어지고 있다. 이는 암반의 지지력을 적극적으로 이용하는 NATM개념에 의해 터널을 시공할 셩우 안정성 해석과 최적 보강설계를 위해 필수적인 사항으로 고려된다. 그러나 현재까지 암반 손상영역을 평가하기 위해 제시된 여러 방법들은 아직까지 그 적용성과 타당성이 충분히 검증되지 못한 실정이다. 이 연구에서는 코어시추, 실험실시험, 발파진동측정, 보어홀 카메라 등의 여러 방법에 의해 손상영역을 정량적으로 평가하고자 하였으며 가 방법의 적용성을 검토하였다. 암반상태 및 발파조건을 달리하여 시험발파를 수행하였으며 발파 후에 터널벽면에 수직하게 시추를 하여 암석코어를 채취한 뒤 손상정도에 따른 암석의 물리적, 역학적 특성들？ 변화를 정량적으로 나타내고자 하였다. 코어 채취후 시축공에 보어홀 카메라를 사용하여 손상영역을 시각적으로 판별하고자 하였으며 발파진동 측정결과로부터 손상영역을 예측하고 채취한 암석시표에 대한 실험실시험 결과와 비교하여 적용성을 검토하였다.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2006.03a
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• pp.229-238
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• 2006

암반터널굴착을 위한 발파시 이로 인한 암반의 최종 손상영역을 예측하는 것은 터널의 안전성을 위해 매우 중요하다. 그러나 복잡한 발파거동은 손상영역을 적절히 예측하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 어려움을 효과적으로 해결하기 위해 발파하중을 응력파와 가스압으로 분리한 많은 연구가 진행되었다. 응력파는 발파공 주위에 분쇄한(crushing annulus)과 파쇄균열대(fracture zone)를 형성시키며, 상당시간 지속되는 준정적인 가스는 파쇄균열대의 닫힌 균열내부에 침투하여 균열을 다시 진행시키는 역할을 하게 된다. 즉, 가스압은 최종적으로 암반에 손상을 가하는데 기여를 한다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 무한 탄성평면에서 발파공 주위에 대칭으로 형성되는 균열을 모델로 사용하였다. 이 모델에서 균열이 진행할 수 있는 조건과 가스의 질량이 일정하다는 두가지 조건을 사용하였다. 그 결과 응력집중계수는 균열이 진행할수록 감소하여 최종균열의 길이를 예측할 수 있었고, 그와 동시에 발파공에 작용하는 압력도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• Explosives and Blasting
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• v.37 no.3
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• pp.25-33
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• 2019

Controlling the blast-induced damage zone(BDZ) in mining excavation is a significant issue for the safety of employees and the maintenance of facilities. Numerous studies have been conducted to accurately predict the BDZ in underground mining. This study employed the dynamic fracture process analysis (DFPA) to estimate the BDZ from a single hole blasting. The estimated BDZ were compared with the results obtained by Swedish empirical equation. The DFPA was also used to investigate the control mechanism of BDZ and fracture plane formation around perimeter holes for underground mining blasting.

• Proceedings of the KSEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.153-166
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• 2006

종래의 발파진동의 분석은 주로 대상 지장물에 대한 피해한계를 정립시키고자 하는 관점에서 발파공에서 비교적 원거리의 진동특성을 이해하기 위해 수행되어져 왔으나, 최근의 추이는 발파공 주변 암반의 손상의 정도를 평가하고자 하는 관점에서 그 분석영역의 범위가 근거리 진동특성 연구분야로 확대되고 있는 실정이다. 특히, 터널 발파작업시 여굴의 발생, 암반사면의 안정성 검토 등의 목적으로 암반의 손상영역을 평가하는데 있어서, 기초자료로 활용하고자 많은 연구가 이루어지고 있다. 암반손상의 평가를 위한 손상권 예측방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중에서 대부분이 발파진동속도에 근거하고 있으며, 평가를 위한 진동의 예측은 기존에는 원거리 진동특성을 이용하여 근거리 진동을 예측하는 방법으로 그 손상의 정도를 평가하였으나, 최근의 추세는 계측기의 발달로 수m 이내의 진동특성의 계측이 가능하게 되었다. 이와 관련하여 국외에서는 수차례의 실험결과가 여러 문헌에서 보고되고 있으나, 실험장비의 선택 및 측정방법의 어려움 등의 연유로 국내에서는 아직까지 실시되지 못하고 있는 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 실제 발파공 근접진동(near field vibration) 계측을 실시하고 그 결과를 분석하여 추후 지속적인 근거리 진동측정 방법 및 평가방법에 대한 기초자료를 제공하고자 하였으며, 무엇보다도 어떻게 계측할 것인가 하는 계측방법 및 그 계측결과의 분석방법에 대해 문제점 파악 및 향후 보완점에 대해 비중을 두어 수행하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.16 no.3 s.62
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• pp.209-217
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• 2006

Literatures on the fracture mechanics and damaged zone of rocks were studied to estimate the excavation and blasting damaged zone for rapid tunneling. Fracture mechanics were applied to explain fracture mechanism and to estimate damaged zone and seemed to be applicable for controlling the fractures.

• Proceedings of the KSEE Conference
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• 2006.10a
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• pp.67-73
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• 2006

• Tunnel and Underground Space
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• v.19 no.4
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• pp.366-372
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• 2009

Recently, in order to achieve smooth fracture plane and minimize the excavation damage zone in rock blasting, controlled blasting methods which utilize new technologies such as electronic delay detonator (EDD) and a notched charge hole have been suggested. In this study, smooth blastings utilizing three wing type notched charge holes are simulated to investigate the influence of explosive initial density on the resultant fracture plane and damage zone using dynamic fracture process analysis (DFPA) code. Finally, based on the dynamic fracture process analyses, novel smooth blasting method, ED-Notch SB (Electronic Detonator Notched Charge Hole Smooth Blasting) is suggested.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.19 no.4
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• pp.167-178
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• 2003

Damage and overbreak of the remaining rock induced by blasting can not be avoided during tunnel construction which may result in either short-term or long-term tunnel instability. Therefore, in this paper, a methodology to take into account the effect of blast-induced damage in tunnel stability assessment is proposed. Dynamic numerical analysis was executed to evaluate damage and overbreak of the remaining rock for the most common blasting pattern in road tunnel. Rock damage was quantified by utilizing the damage variable factor which is adopted proposed in continuum damage mechanics. The damaged rock stiffness and the damaged failure criteria are used to consider the effect of rock damage in tunnel stability analysis. The damaged geological strength index of the damaged rock was newly proposed from the relationship between deformation modulus and geological strength index. Also the Hoek-Brown failure criteria of the damaged rock was obtained using the damaged geological strength index. Analysing the tunnel stability with the consideration of the blast-induced damage of remaining rock, it was found that the extend of plastic zone and deformation increased compared to the undamaged rock. Therefore the short-term or long-term tunnel stability will be threatened when the rock damage from blasting is ignored in the tunnel stability analysis.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.22 no.11
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• pp.55-64
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• 2006

It is very Important to predict the damage zone of a rock mass induced by blasting for the excavation of an underground cavity such as a tunnel, as the damage zones incur mechanical and hydraulic instability of the rock mass potentially. Complicated blasting processes that can hinder the proper characterization of the damage zone can be effectively represented by two loading mechanisms. The first mechanism is the dynamic impulsive load-generating stress waves that radiate outwards immediately after detonation. This load creates a crushed annulus along with cracks around the blasthole. The second is the gas pressure that remains for an extended time after detonation. As the gas pressure reopens some arrested cracks and extends these, it contributes to the final structure of the damage zone induced by the blasting. This paper presents a simple method to evaluate the damage zone induced by gas pressure during rock blasting. The damage zone is characterized by analyzing crack propagations from the blasthole. To do this, a model of a blasthole with a number of radial cracks that are equal in length in a homogeneous infinite elastic plane is considered. In this model, crack propagation is simulated through the use of only two conditions: a crack propagation criterion and the mass conservation of the gas. The results show that the stress intensity factor of a crack decreases as the crack propagates from the blasthole, which determines the crack length. In addition, it was found that the blasthole pressure continues to decrease during crack propagation.

• Proceedings of the KSEE Conference
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• 2008.04a
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• pp.65-78
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• 2008