Characteristics of the Horizontal Stress and the Possibility of Stress Induced Brittle Failure in Chuncheon-Yanggu Mountainous Region by the In-situ Stress Measurements

Current initial rock stress state is one of the key factors required to evaluate the stability and failure around an excavated opening and its importance increases as the construction depth become deeper and the scale of the rock structure become larger. In this paper, the study was performed to evaluate the characteristics of the regional stress state at Chuncheon-Yanggu mountainous region, the East-North part of Kyeonggi Massif. Forty nine field stress measurements in 9 boreholes were conducted at the depth from 20 m to 290 m by hydraulic fracturing method. The fracturing tracing works were carried out by acoustic televiewer scanning. The study results revealed that the different intial rock stress states presented at different formation rock type and the excessive horizontal stress state with stress ratio(K) close to 3.0 was measured at the depth of 200 m and deeper in the intrusive unite body of the study area. The results from the investigation of excessive horizontal stress and its effect on failure mode showed that there exist several points where the localized excessive horizontal stresses are big enough to potentially induce brittle failures around the future openings greater than 100 m in depth within the granite body of the study area.

현장 측정에 의한 춘천-양구 산악지역 내 수평응력 분포와 취성파괴 가능성에 관한 연구

암반 내 작용하는 초기응력은 굴착되는 공동의 안정성이나 파괴 거동을 평가하는데 요구되는 주요 매개변수들 중의 하나이며 그 중요성은 암반 구조물의 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 이 논문에서는 경기육괴의 동북부에 위치한 춘천-양구 산악지역의 초기응력 분포 특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 현장 초기응력 측정은 연구지역내 9개 개별 시추공을 대상으로 심도 220m\~290m 구간의 49개소에서 시행되었다. 모든 수압파쇄 균열 조사는 초음파 주사검층을 이용하여 수행하였다. 연구 결과 조사지역 내에서 분포 암종의 차이에 따라 서로 상이한 분포 특성을 나타내는 초기응력장이 관찰되었고 특히 심도 200 m 이상의 관입 화강암체내에는 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 높은 수준의 과잉 수평응력장이 형성되어 있는 것으로 분석되었다. 그리고 조사지역내에서 초기응력 조건에 의한 취성파괴 가능성을 평가한 결과 화강암 분포 지역내 심도 100 m이상인 영역에서는 굴착된 암반 구조물 주변에서 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.