A Study on the Numerical Modeling Criteria for Underground Openings

지하공동굴착의 수치해석방법 적용기준 설정연구

The puppose of this study is to propose the numerical modelling criteria for underground opening, rock mass continuum is regarded as homogeneous rock behaved linear elastic. The results of this study are summarized as follows: - Boundaries of the finite element mesh should be located at least 6 radii away from the center of the opening. - For circular openings, tension only developed when $K_0$ was less than one-fourAs the ratio of initial horiwntal to vertical stress increased, the inward springline movement increased and the inward crown movement decreased. - The displacement patterns developing for opening I shaped horse-shoe and opening II shaped powerstation are similar to those for circular openings. For both type opening I and opening II, stress concentrations develop at the intersection of the wall and floor. Greater stress concentrations are found for the type opening II.

본 연구에서는 지하공동이 해석적용기준을 제시하기 위하여 암반의 역학적 특성과 지하공동에 작용하는 초기응력을 검토하였고, 지하암반을 선형 탄성의 균질한 암석으로 가정하여 공동주위의 거동을 검토하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. - 지하암반공동의 유한요소경계는 공동의 중심으로 부터 공동 반지름의 6배이상으로 하여야 한다. - 원형공동의 경우, 수직응력과 수평응력의 비인 $K_0$ 값이 증가함에 따라 공동측면에서는 변형이 공동의 중심방향으로 증가하고, 공동상부에서는 공동의 중심방향으로 변형이 감소한다. 또한 $K_0$ 값이 1/4보다 작을 경우 공동주변암반체에서 인장영역이 발생함을 알 수 있었다. - 마제형인 공동 I과 Powerstation 형인 공동 II에 발생하는 변위는 원공동과 거의 비슷한 경향을 나타내고, 공동 I, II에 발생하는 응력집중은 공동의 벽면과 바닥으 교차부에서 발생하며, 공동 II에서 보다 큰 응력집중이 발생함을 알 수 있었다.