Abstract
For the deep underground excavation site with the geological complexity of soft seam and hard rock, the numerical analysis and in-situ measurement on the behaviors of roadway and surrounding rock according to stepwise excavation of the steep soft seam are carried out. The strata behavior is modeled using elasto-plastic FEM considering the empirical failure criteria of Hoek & Brown and the strain-softening model. Hydraulic pressure capsule, MPBX and tape extensometer are installed around the roadway for the in-situ measurement of rock stress and deformation. Despite the complexity of geology and excavation procedure, the elasto-plastic analysis considering the empirical failure criteria of Hoek & Brown and the strain-softening model shows good agreement with the in-situ measurement. Comparison of numerical modeling with in-situ measurement enables to predict the behaviors of the roadway and to obtain design parameters for the excavation and support at depth.
연약층과 견고한 암반층이 습곡형태로 혼재된 지질조건의 지하 심부 채굴 현장을 대상으로, 심부 급경사 연약층의 단계적 굴착 진행에 따른 갱도 및 주변 암반의 거동 양상을 전산해석과 현장계측을 통하여 비교 분석하였다. 전산해석에서는 Hoek & Brown의 경험적 파괴기준 및 변형률연화모델을 적용한 탄소성 해석 기법을 이용하였다. 현장계측에서는 유압캡슐, 지중변위계, 내공변위계를 갱도 및 주변 암반에 설치하여 응력과 변위를 계측하였다. 경험적 파괴조건 및 변형률연화모델을 이용한 탄소성 해석은, 현장 지질조건 및 채굴과정의 복잡함에도 불구하고 현장계측결과와 유사한 양상을 보여주어 타당성을 검증할 수 있었다. 이러한 전산해석 및 현장계측의 비교를 통해 지하 굴착 갱도의 변형 거동 과정을 예측하고 이후의 굴착 및 지보보강 설계의 지침을 제공할 수 있을 것이다.