• Title/Summary/Keyword: 암반 안정성

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Stability Analysis by FEM on New Large Shiplock Slopes in Yangtze River (유한요소법에 의한 양쯔강 신설 대수로사면 안정검토)

  • Chen, Jian;Choi, Yong-Ki;Park, Jong-Ho;Woo, Sang-Baik
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2006.03a
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    • pp.20-27
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    • 2006
  • 중국 Three Gorges Project의 대수로사면 안정성은 설계와 시공측면에 있어 주요 관심사가 되었다. 사면 굴착으로 인한 제하과정에서 암반은 역학적으로 불안정한 상태에 놓인다. 본 논문은 FEM(2D-3D)를 이용하여 단층 암반 굴착으로 인한 암반사면의 안정성을 평가하였다. 해석결과 굴착 후 수로사면의 양측 수직벽과 분리울타리의 중간 상부에서 인장응력과 전단손상영역이 주로 발생하였다. 해석결과를 토대로 대규모 사면활동에 대한 안정성을 확인하였으나 시공단계에서 국부적 사면활동을 방지하기 위한 록볼트와 록앵커 등의 보강이 필요한 것으로 검토되었다.

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Review on Rock-Mechanical Models and Numerical Analyses for the Evaluation on Mechanical Stability of Rockmass as a Natural Barriar (천연방벽 장기 안정성 평가를 위한 암반역학적 모델 고찰 및 수치해석 검토)

  • Myung Kyu Song;Tae Young Ko;Sean S. W., Lee;Kunchai Lee;Byungchan Kim;Jaehoon Jung;Yongjin Shin
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.33 no.6
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    • pp.445-471
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    • 2023
  • Long-term safety over millennia is the top priority consideration in the construction of disposal sites. However, ensuring the mechanical stability of deep geological repositories for spent fuel, a.k.a. radwaste, disposal during construction and operation is also crucial for safe operation of the repository. Imposing restrictions or limitations on tunnel support and lining materials such as shotcrete, concrete, grouting, which might compromise the sealing performance of backfill and buffer materials which are essential elements for the long-term safety of disposal sites, presents a highly challenging task for rock engineers and tunnelling experts. In this study, as part of an extensive exploration to aid in the proper selection of disposal sites, the anticipation of constructing a deep geological repository at a depth of 500 meters in an unknown state has been carried out. Through a review of 2D and 3D numerical analyses, the study aimed to explore the range of properties that ensure stability. Preliminary findings identified the potential range of rock properties that secure the stability of central and disposal tunnels, while the stability of the vertical tunnel network was confirmed through 3D analysis, outlining fundamental rock conditions necessary for the construction of disposal sites.

Status of Researches of Excavation Damaged Zone in Foreign Underground Research Laboratories Constructed for Developing High-level Radioactive Waste Disposal Techniques (고준위방사성폐기물 처분 기술개발을 위해 건설된 해외 지하연구시설에서의 암반손상대 연구 현황)

  • Park, Seunghun;Kwon, Sangki
    • Explosives and Blasting
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    • v.35 no.3
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    • pp.31-54
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    • 2017
  • In the countries operating nuclear reactors, the development of high-level radioactive waste(HLW) disposal technique is considered as an urgent and important issue for sustainable utilization of nuclear energy. In Korea, in which a low and intermediate radioactive waste repository is already operating, the construction of an underground research laboratory for in situ validation studies became a matter of interest with increasing concerns on the management of HLW. In order to construct and to operate an underground HLW repository safely in deep underground, the stability of rock mass should be guaranteed. As an important factor on rock stability, excavation damaged zone (EDZ) has been studied in many underground research laboratories in foreign countries. For accurate evaluation of the characteristics and effects of EDZ under disposal condition, it is required to use reliable investigation method based on the analysis of previous studies in similar conditions. In this study, status of foreign underground research laboratories in other countries, approaches for investigation the characteristics, size, and effect of EDZ, and major findings from the researches were surveyed and reported. This will help the accomplishment of domestic researches for developing HLW management techniques in underground research laboratory.

Comparative Study on the Stability Analysis Methods for Underground Pumped Powerhouse Caverns in Korea (국내 양수발전소 지하공동 안정성 해석방법의 비교)

  • 임한욱;김치환
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.12 no.4
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    • pp.248-258
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    • 2002
  • The sixth underground pumped powerhouse cavern is now under construction in Korea. For the stability analysis for the caverns of the five underground powerhouses, finite element method was used. For the analysis, in-situ rock stress were measured by overcoring method. The stress measurement showed that initial horizontal to vertical stress ratio was 1.07-1.32 in low powerhouse sites. Rock mass strength and elasticity were assumed from rock core properties through engineering processes. So the ratio of input elasticity fur the analysis were about 0.16-0.55 to rock core elasticity. In most of the analysis, elasto-plastic condition with Mohr-Coulomb failure criteria were applied. But in one case, viscoelastic condition was applied, too. The input cohesion and internal friction angle were approximately 0.12-0.22, 0.6-0.87 to rock core strength parameters, respectively.

Rock Mass Stability of the Buddha Statue on a Rock Cliff using Fracture Characteristics and Geological Face-Mapping (마애불 암반의 단열특성과 지질맵핑을 이용한 안정성 해석)

  • Ihm, Myeong Hyeok
    • The Journal of the Convergence on Culture Technology
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    • v.9 no.1
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    • pp.539-544
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    • 2023
  • The subject of this study is the Maae Buddha statue in granodiorite of the Mesozoic Cretaceous period, which is concerned about stability as a standing stone cultural property located in ◯◯-dong, Gyeongsangbuk-do. For stability analysis, three-dimensional face mapping, geological properties of joints, three-dimensional scanning, ultrasonic velocity, polarization microscopy, electron microscopy analysis and XRD analysis were performed. In addition, the safety factor of the Maaebul was calculated by analyzing the damage status investigation, stereographic projection analysis, rock classification, and limit equilibrium analysis. The types and scales of damage and possible collapse by section depend on the degree of weathering of the rock and the orientation and characteristics of the joints, but wedge-failure and toppling-failure are expected to be small-scale. The safety factor of Maaebul in dry and wet conditions is less than 1.2, so stability is concerned. The types of damage were mainly observed, such as exfoliation, cracking, granular decomposition, and vegetation growth. The Maaebul rock is granodiorite, and the surface discoloration materials are K, Fe, and Mg. The 4 sets of joints are developed, J1 is tensile joint and the others are shear joint. The uniaxial compressive strength estimated by ultrasonic exploration is 514kgf/cm2, which corresponds to most soft rocks and some weathered rocks. Rock classification(RMR) is estimated to be grade 5, very poor rock mass. These technique along with the existing methods of safety diagnosis of cultural properties are expected to be a reasonable tool for objective interpretation and stability review of stone cultural properties.

Numerical Analysis of the Visco-plastic Behavior of Rock Mass Considering Continuum Joints and Rock Bolt Elements (연속체 절리와 록볼트 요소를 고려한 암반의 점소성 거동에 관한 수치해석)

  • 노승환;이정인;이연규
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.14 no.3
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    • pp.215-228
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    • 2004
  • Rock mass contains discontinuities such as faults and joints, and their mechanical properties and spatial distribution dominate the stability of rock mass. Because the deformation of rock mass occurs discontinuities in many cases. However in the case of poor quality rock mass under high stresses, the deformation along intact rock can also influence the structure's stability. In this study, two dimensional finite element program was developed with a rheological model to analyze the stability of the structure excavated in jointed rock mass. The “equivalent material” approach was used assuming intact rock, joints and rock bolts as visco-plastic materials. The program was verified by analysing an intact rock model, a jointed rock mass model and a reinforced jointed rock mass model. The displacement was examined in each model with changing the intact rock behaviour as elastic and visco-plastic. In the case of poor quality rock mass under high stresses, e assumption of visco-plastic behaviour of intact rock resulted in larger displacement than when assuming elastic behaviour for intact rock. Therefore it is recommended to add intact rock's visco-plastic behaviour to the existing model, which only assumes visco-plastic behaviour of joints and rock bolts.

Barton-Bandis 절리 모델에 의한 지하대공동 암주의 변형 특성 연구

  • 강추원;임한욱;김치환
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • 2001.03a
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    • pp.118-131
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    • 2001
  • 우리 나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지 할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두 가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

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개별요소법을 이용한 터널 안정성 해석에 있어 Barton-Bandis 절리 모델과 Mohr-Coulomb 절리 모델의 비교

  • 이성규;김치환;남기천;박성록;임경호
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • 2001.03a
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    • pp.109-117
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    • 2001
  • 불연속체 해석을 이용하여 터널 안정성 해석을 수행할 경우 해석 결과는 절리 모델의 선택에 따라 달라진다. 따라서 본 연구에서는 개별요소법을 이용한 불연속체 터널 안정성 해석에 있어 BB 모델 적용시의 해석 결과와 MC 모델 적용시의 해석 결과를 비교하였다. 또한 주어진 응력 조건과 터널 형상에 따른 암반의 변형 거동을 규명하기 위하여 불연속체 해석 결과와 연속체 해석 결과를 비교하였다. 연속체 해석결과와 BB 모델을 사용한 불연속체 해석 결과는 변위 및 응력 분포는 비슷한 양상을 보이는 반면, MC 모델을 사용한 불연속체 해석결과는 이와 다른 양상을 보였다. 또한 MC 모델을 사용하여 불연속체 해석을 실시할 경우 절리의 영향을 명시적으로 고려하였음에도 불구하고 연속체 해석 결과에 비해 변위 및 최소 주응력이 더 작게 발생할 수 있음을 확인할 수 있었다. 이는 MC 모델이 실제 절리의 변형거동 특성을 현실적으로 모사할 수 없기 때문에 발생되는 결과이며, 특히 절리면의 전단거동에 무관하게 팽창각을 일정한 상수로 취급하는 MC 모델의 특성으로 인한 결과이다.

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불연속면 조사

  • 김경수
    • Proceedings of the KSEG Conference
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    • 2004.03a
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    • pp.11001-11050
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    • 2004
  • 불연속면 또는 단열은 암반 내의 역학적 분리면을 통칭하는 것으로서 암반 내의 작은 흠집이나 물리적으로 불균질한 곳이나 불연속면 주위에 응력이 집중되어 초래되는 변형의 결과이다. 불연속면은 정압, 지체구조적, 그리고 열적 응력 및 높은 수압에 반응하여 형성되며, 아주 미세한 것부터 대륙 규모에 걸쳐 다양한 크기로 발달한다. 불연속면은 연속체로서의 암반을 물리적으로 분리시키기 때문에 그 자체로서 역학적인 약대에 해당되고, 지하수의 유동 통로의 기능도 하기 때문에 지질공학, 지반공학 및 수리지질학 실무에서 매우 중요한 요소로 작용한다. 경제적으로 중요한 석유, 지열 및 수자원 저류체 역시 단열 암반 내에 형성된다. 불연속면은 오염물질의 이동과 분산을 제어할 뿐만 아니라 암반을 기초로 하거나 대상으로 하는 공학적 구조물과 굴착의 안정성에도 역시 영향을 미친다. (중략)

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