Kim, Kwang-Yeom;Kim, Sung-Kwon;Kim, Chang-Yong;Kim, Kwang-Sik
Tunnel and Underground Space
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v.19
no.6
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pp.479-489
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2009
Appropriate investigation of ground condition near excavation face in tunnelling is an inevitable process for safe and economical construction. In this study mechanical parameters from drilling process for blasting were investigated for the purpose of predicting the ground condition, especially rock mass strength, ahead of tunnel face. Rock mass strength is one of the most important factors for classification of rock mass and making a decision of support type in underground construction. Several rock specimens which are considered homogeneous and having different strength values respectively were tested by hydraulic drill machines generally used. As a result, penetration rate is fairly related with rock mass strength among drilling parameters. It is also found that penetration rate increases along with the higher impact pressure even under same rock strength condition. It is finally suggested that new prediction method for rock mass strength using percussive pressure and penetration rate during drilling work can be utilized well in construction site.
Major projects and research topics in the field of rock mechanics are analyzed to obtain the following results: $\cdot$ Rock mechanics deals with the behavior of deformation, failure and displacement of the rock and rock mass on the basis of geological basics. Discontinuities in the rock mass are the most important parameters to control the behavior of rock mass around underground openings. $\cdot$ The objective of site investigation and testing is to determine the strength properties of the rock mass and the in situ stress regime. Specimens for laboratory and in situ tests are to be selected in order that the results of the tests give the representative properties oi the rock mass of the site in question. $\cdot$ The result of a numerical model would be better evaluated not quantitatively but qualitatively. The displacement behavior of the rock mass has to be monitored properly for the NATM (New Austrian Tunneling Method) principles. $\cdot$ The stability of rock slope is to be evaluated preferably by back analysis with strength parameters, such as cohesion and friction angle.
Rock mass classification methods such as RMR, Q system and GSl have been widely adopted with certain modifications for the design of mine openings. The GSI system is the only rock mass classification system that is related to Mohr-Coulomb and Hoek-Brown strength parameters and gives a simple method to calculate the engineering properties of rock masses which can be useful input parameters for a numerical analysis. A detailed surveying for GSI mapping as well as far calculating RMR values was undertaken at Daesung and Pyunghae underground limestone mining sites. RQD values were determined for row locations in these two mining sites. Based on GSI values and intact rock strength properties, the rock mass strength modulus of elasticity as well as the Mohr-Coulomb strength parameter c$_{m}$ and $\phi$$_{m}$ were determined. GSI and RMR are correlated.
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2003.06b
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pp.85-115
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2003
토공작업시 굴착난이도(토층, 리핑암, 발파암)를 판정하는 기준으로는 암반의 강도, 풍화정도, 불연속면 간격과 같은 여러 가지 암반의 공학적 특성 및 지반의 탄성파 속도 등이 사용된다. 그러나 실제 토공 작업시의 굴착난이도 평가는 탄성파 탐사와 같은 암석ㆍ암반의 정량적인 판단기준에 근거하지 않고 단지 현장 기술자들의 육안관찰에 의존하여 굴착난이도를 구분하고 있는 실정이다. 본 논문은 실내시험 및 현장시험, 현장굴착난이도 평가 및 탄성파탐사 등을 실시하여 여러 암석에 대한 강도특성을 파악한 것을 근거로 현장에서 사용할 수 있는 암반굴착난이도 평가법의 Checklist를 제안하였다.
Joints or weak planes can induce anisotropy in the strength and deformability of fractured rock masses. Comprehending this anisotropic behavior is crucial to engineering geology. This study used plaster as a friction material to mold specimens with a single joint. The strength and deformability of the specimens were measured in true triaxial compression tests. The measured results were compared with three-dimensional numerical analysis based on the distinct element method, conducted under identical conditions, to assess the reliability of the modeled values. The numerical results highlight that the principal stress conditions in the field, in conjunction with joint orientations, are crucial factors to the study of the strength and deformability of fractured rock masses. The strength of a transversely isotropic rock mass derived numerically considering changes in the dip angle of the joint notably increases as the intermediate principal stress increases. This increment varies depending on the dip of the joint. Moreover, the interplay between the dip direction of the joint and the two horizontal principal stress directions dictates the strength of the transversely isotropic rock mass. For a rock mass with two joint sets, the set with the steeper dip angle governs the overall strength. If a rock bridge effect occurs owing to the limited continuity of one of the joint sets, the orientation of the set with longer continuity dominates the strength of the entire rock mass. Although conventional three-dimensional failure criteria for fractured rock masses have limited applicability in the field, supplementing them with numerical analysis proves highly beneficial.
Kim, Hong-Pyo;Chang, Ho-Min;Kang, Choo-Won;Ko, Chin-Surk
Explosives and Blasting
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v.28
no.2
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pp.133-147
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2010
A Suggestion of In-situ Rock Mass Evaluation and Correlation between Rock Mass Classfication MethodsThe purpose of this study is to find out rock mass classification method which is practically applicable to a field and to consider a correlation between the new method and the old method. Rock mass is an aggregate of separated blocks. To express the aggregate, the properties of both intact rock and rock mass should be considered. In this study, therefore, parameters for rock mass description are classified into rock strength and rock structure. Indices for parameters evaluation are obtained from old method and the strength and structure property of rock is described by using those indices. Value of 25 is allocated to each parameter obtained. $RMR_{basic}$ =0.86(X=Method)+14.47 is derived between $RMR_{basic}$ and this study and $RMR^*$ = 0.87(X-Method)+9.20 is derived between revised RMR and this study. Coefficient of determination is $R^2$=0.841 and $R^2$=0.846 each.
Recently, as the demand for urban underground space increases, urban tunnel planning is actively progressing. In particular, the application of the roadheader excavation method, which has favorable applicability to urban tunnel, is increasing. However, it is known that the roadheader excavation method has a limitation in that excavation efficiency for high strength rock with a Uniaxial Compressive Strength (UCS) of 100 MPa or more is lowered. In this study, The pre-cracked method was presented as a method to improve the excavation efficiency of roadheader for high strength rock and its applicability was evaluated. The net cutting rate was evaluated using the Bilgin prediction formula, which can calculate the net cutting rate by considering the UCS and RQD (Rock Quality Designation). It was found that the net cutting rate increased as the RQD decreased under the rock condition with the same UCS. This is judged to increase the excavation efficiency of the roadheader in the jointed high strength rock. Additionally, the field applicability of the pre-cracked method for high strength rock was verified through field tests. It was confirmed that the crack zone was formed around the charging hole, and it is considered that the pre-cracked method can be applied to the high strength rock.
Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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1995.03a
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pp.67-81
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1995
암반 구조체를 해석하기 위해서는 파괴전의 응력-변형률 거동뿐만 아니라 파괴를 구성하는 삼차원 응력 상태를 알아야 한다. 암반의 파괴를 지배하는 조건을 결정하기 위해서는 일반적인 삼차원 파괴기준이 필요하다. 암반의 파괴를 이루는 응력상태를 파악하기 위해 많은 실험적 연구가 수행되었으며 특히 장비의 사용에 있어서 하중 메카니즘과 시료의 경계조건의 개선에 많은 연구가 진행되었다. 암반의 파괴조건을 설명하는 데에는 이러한 기본적인 기준들 이외에도 경험적인 기준들이 사용되어 왔다. Hoek 와 Brown 은 비등방성 재료의 강도에 대해 연구하였고 순수암(intact rock)의 강도에 대한 경험적인 기준을 제안하였다. (중략)
Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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2005.10a
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pp.239-246
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2005
slaking 은 굴착에 의해 노출된 암반에서 발생하는 강도저하 및 입자간의 결합력 약화에 의해 암반이 세립화하는 현상이다. 이러한 slaking은 특히 퇴적암으로 구성된 암반사변의 안정성에 영향을 미치는 중요한 인자로 작용한다. slaking에 의한 암반사면의 불안정성은 신생대의 이질암이나 미고결 응회암에서와 같이 암반 자체의 강도 저하 및 결합력 약화에 의해 발생하는 붕괴현상과 차별풍화에 의해 이암 등이 급속도로 쇄굴 및 풍화되어 상부에 놓여 있는 암석이 낙석 등의 형태로 붕괴되는 현상으로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 이암의 차별풍화에 의해 사면의 불안정성이 유발되는 연구지역을 대상으로 풍화 및 쇄굴 속도와 slake의 상관관계를 밝히고자하였다. 이를 위하여 slake test와 slake durability test를 수행하였으며 slake durability index를 획득하였다. 실험을 통해 획득된 slake durability index를 연간 쇄굴속도와 비교하여 상관관계를 검토하였으며 기존의 연구결과와 비교하여 slake durability index를 활용하여 쇄굴 정도를 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.
Park, Hyun-Ik;Park, Yeon-Jun;You, Kwang-Ho;Noh, Bong-Kun;Seo, Young-Ho;Park, Chan
Tunnel and Underground Space
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v.19
no.4
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pp.304-317
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2009
Most crystalline rocks have much higher compressive strength than tensile strength and show brittle failure. In-situ rock mass, strong enough in general sense, often fails in brittle manner when subjected to high stress exceeding strength in due of geometrically induced stress concentration or of high initial stress. Therefore, it is necessary to verify the brittle failure characteristics of rock and rock mass for proper stability assessment of underground structures excavated in great depths. In this study, damage controlled tests were conducted on biotite-granite and granitic gneiss, which are the two major crystalline rock types in Korea, to obtain the strain dependency characteristics of the cohesion and friction angle. A Cohesion-Weakening Friction-Strengthening (CWFS hereafter) model for each rock type was constructed and a series of compression tests were carried out numerically while varying confining pressures. The same tests were also conducted assuming the rock is Mohr-Coulomb material and results were compared.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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