A comparative study on stability evaluation of caverns by 2D continuum analysis in terms of shape factor

2차원 연속체 해석에 의한 지하공동 형상비별 안정성 평가 비교

The construction of underground structures such as oil and food storage caverns are recently increasing in our country. The stability of those underground caverns are greatly influenced by their shape and size. In this study therefore, the effect that the shape of an underground cavern have on its stability were analyzed in terms of safety factor. To this end, caverns with 5 different shapes were investigated and sensitivity analyses were performed based on rock class, overburden, and lateral earth pressure coefficient. The proper amount of shotcrete and rockbolt as supports of a cavern was also assumed based on the shape and site of the cavern and rock conditions. This study is expected to be helpful in designing and evaluating the stability of caverns in future.

현재 국내에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물의 건설이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성은 형상 및 크기에 영향을 많이 받는다. 따라서 본 연구는 지하공동의 형상이 안정성에 미치는 영향을 안전율을 중심으로 비교 분석하였다. 이를 위해 5가지의 공동 형상비를 가정하고 암반등급, 토피고 및 측압계수를 달리하여 민감도분석을 실시하였다. 공동의 지보재는 각각의 공동 형상, 크기 및 암반등급을 고려하여 적절한 양의 록볼트와 숏크리트로 보강하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.