A Study on the Crack-propagation Mechanism of Pre-splitting Method with Consideration of Stress Field

Abstract By investigating the stress redistribution caused by the preceding cut blasting when applying the pre-splitting method to tunnel round, an attempt was made to find conditions that were favorable for the propagation of cracks in contour holes. The investigation of the direction of minor principal stress in the numerical analysis revealed that the most significant factor affecting the change of the direction was the loading condition, while the core shape, rock type, and tunnel depth seemed to be less important in determining the direction of minor principal stress. Moreover, the number of cracks tended to increase with the increase of deviatoric stress. Through the model test of pre-splitting, it is confirmed that the pre-splitting method taking the stress field into account can reduce the extent of yield zone and has advantage in controlling the direction of crack than the conventional one.

응력장을 고려한 프리스플리팅 공법의 균열발생 원리에 대한 연구

본 연구에서는 프리스플리팅 적용 시 심발 발파를 통해 먼저 자유면을 확보한 후 이에 따른 응력변화를 관찰함으로서 최 외곽영역에서 균열형성을 함에 있어서의 유리함을 판단하고자 하며 균열형성이 용이한 조건을 찾고자 한다. 수치해석에서는 터널 내 최소주응력 방향을 고려했으며 수치해석 결과 응력의 방향변화는 가압하중의 크기변화에 큰 영향이 있음을 확인할 수 있었고, 차응력이 증가할수록 균열이 증가하는 경향을 확인하였다. 모형실험결과 응력장을 고려한 프리스플리팅공법 적용으로 기존 프리스플리팅 공법에 비해 균열 제어가 용이하고, 이를 통해 이완영역 축소를 기대할 수 있으며 또한 새로운 개념의 프리스플리팅 공법의 적용성을 판단하였다.