• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제10권2호
• /
• pp.193-205
• /
• 2008

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.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권1호
• /
• pp.93-108
• /
• 1998

본 연구에서는 지하공동의 형상과 규모가 공동의 안정성에 미치는 영향을 이론적 해석법과 수치 해석법을 이용하여 평가하였다. 지하 공동의 안정성에 영향을 미치는 제반요소들 중에서 암질, 초기응력의 크기 및 방향 그리고 측압계수가 공동주위에 발생하는 변위, 응력집중 그리고 소성영역의 크기와 범위에 미치는 영향을 중심으로 안정성을 평가하였다. 이론적 해석법을 이용하여 공동 벽면의 형상변화에 따른 응력집중계수의 변화를 분석하였으며 공동 벽면에서의 응력집중계수는 벽면의 곡률반경에 반비례하여 나타났다. 수치 해석법을 이용한 매개변수연구를 통하여 공동의 형상과 크기 변화에 따라서 제반요소들이 나타내는 특징들을 비교 평가하였다. 위 제반요소들이 나타내는 특징들을 지하비축공동 형상으로 널리 사용되고 있는 마제형 공동에 적용하여 측압계수와 공동단면의 비가 공동주위에 발생하는 최대변위의 변화 및 소성영역의 발달 양상에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구를 통하여 현재 건설되고 있는 국내 지하저장공동의 공동단면의 비는 공동이 위치할 현장의 측압계수조건에 따라서 안정성의 커다란 문제 없이도 공동의 높이 증가에 의한 공동의 단면적 증가가 경제적으로 가능함을 알수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권5호
• /
• pp.369-377
• /
• 2005

지하공동의 안정성은 생산성과 안전을 확보해야 하는 광산의 운영에 있어서 가장 중요한 관심사이다. 암반분류는 많은 경험적인 설계방법의 근간을 이룰 뿐만 아니라 수치해석을 위한 기초자료로 이용되고 있다. 공동의 안정성에 영향을 주는 많은 요소들 중 주어진 암반의 조건 중에서 공동폭은 하나의 중요한 설계요소가 된다. 이 논문에서는 Lug에 의해 제안된 한계 공동폭 기준, Mathews stability graph method 그리고 저자들에 의해 제안된 한계 공동폭 기준을 비교하였다. Methews stability graph method를 이용하여 저자들에 의해 수정된 한계 공동폭 기준을 제안하였고 이것을 여러 석회석 광산 지하공동의 안정성을 평가하는 데 사용하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권6호
• /
• pp.493-507
• /
• 2016

본 연구에서는 축소모형실험을 통해 석회암 공동 상부에 존재하는 구조물 기초의 안정성을 검토하였다. 공동의 형상은 단축장축비율 1/3인 타원형으로 가정하고, 공동의 심도, 위치, 경사, 크기, 개수를 변화시킨 5가지 그룹, 12개 모형들을 실험하였다. 실험결과로서 모형별 균열개시압력, 최대압력, 변형거동, 파괴양상, 침하곡선을 구하였으며, 공동의 제반 조건들이 기초의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 무공동 모형은 전단파괴를 보였으나, 공동 포함 모형들은 관입파괴만 발생한 경우, 전단파괴와 관입파괴가 함께 발생한 경우, 전단파괴가 이중으로 발생한 경우 등의 다소 복잡한 파괴형식을 보였다. 공동의 심도가 작을수록, 크기가 클수록, 개수가 많을수록 기초의 안정성은 감소하였다. 공동의 일부가 기초저면의 직하부에 놓일 때는 부등침하가 관찰되었고, 공동들의 분포상태에 따라 침하곡선은 다른 형태를 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.189-198
• /
• 2009

현재 국내 외에서는 유류 지하 비축 공동, 식품 저장 공동 등과 같은 지하구조물 건설에 대한 관심이 증가하고 있다. 이러한 지하공동의 안정성을 평가할 때 형상비나 굴착면적을 비롯하여 지하공동이 굴착될 암반의 절리 발달 상태는 매우 중요하다. 따라서 본 연구는 형상비가 지하공동의 안정성에 미치는 영향을 안전율 중심으로 분석하였다 이를 위해 양호한 암반 내에 시공되는 공동의 네 가지의 형상비를 가정하고, 토피고, 측압계수, 절리의 간격, 강도 및 방향을 달리하여 민감도 분석을 실시하였다. 공동의 안정성은 강도감소기법을 이용하여 수치해석에 의해 얻은 안전율을 사용하여 평가되었다. 본 논문은 향후 불연속면을 포함한 암반에 시공되는 지하공동 설계 및 안정성 평가에 도웅이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권1호
• /
• pp.20-29
• /
• 2022

지중공동이 존재하는 지반의 거동은 지반함몰의 위험을 평가할 때 반드시 고려해야 하는 사항이다. 지중공동 주변 지반의 전단강도를 알더라도 공동의 크기와 같은 기하학적 요소와 관련된 불확실성으로 인해 정밀한 분석이 어렵다. 본 연구에서는 지반의 강도 및 공동의 기하학적 조건들을 바탕으로 무차원 안정성 상수를 나타내는 도표를 제안하였다. 이를 위해 수치해석이 수행되었으며 안정성 상수는 지반의 강도 정수인 점착력과 마찰각, 그리고 지중 공동의 크기와 심도를 고려한다. 제안도표는 지반 조건을 바탕으로 현장의 안정성을 추정하는 데 도움이 될 수 있다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권5호
• /
• pp.297-309
• /
• 2012

서비스업 목적을 위한 폐갱도에 대한 안정성 평가가 수행되었다. 공동의 안정성에 영향을 주는 많은 요소들 중 주어진 암반내의 공동폭이 하나의 중요한 설계요소가 된다. 이 논문에서는 폐갱도의 안정성 평가를 위해 갱도의 크기에 대해 Lang이 제안한 한계 공동폭 기준, Mathews'stability graph method 그리고 수정 제안된 한계 공동폭 기준과 Q 시스템의 지보대책을 이용하여 안정성 평가를 실시하였다. 전체적으로 안정성평가에서 안정한 것으로 판단되지만, 저각의 수평절리가 나타나는 구간에서는 쐐기형 블록의 낙석 위험이 예상된다. 또한 상용목적으로 폐갱도를 활용할려면 구역에 따라서는 록볼트와 같은 지보대책이 필요하다. 출입구 구간은 불안정 구간으로 특히 주의가 필요한 구간이다. 과발파에 의한 갱도 천정 및 측벽에 많은 크고 작은 부석들이 존재하고 있어 부석들에 대한 제거작업이 선행되어야 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권4호
• /
• pp.243-251
• /
• 2008

최근 환경문제 및 법적규제의 강화로 광산의 개발이 노천채광에서 갱내채광으로 전환됨에 따라 지하채굴 공동의 안정성이 광산의 운영 및 생산성 부분에서 최대 관심사로 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 갱내채광 설계와 안정성 평가의 입력 자료로 활용하기 위해 지질조사, 불연속면 조사, 실내 암석실험, 암반분류를 수행하였으며, 암반분류 결과를 이용하여 무지보로 안정을 유지할 수 있는 채굴 공동과 광주의 규격을 결정하였다. 또한, 경험적 방법(stability graph, 한계 공동폭 곡선)과 3차원 수치해석을 통하여 지하채굴 공동의 안정성을 평가하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권2호
• /
• pp.150-159
• /
• 2013

일반적으로 열저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)가 커짐에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 높게 유지될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 열저장소의 열적 성능을 높이기 위해서는 저장소 종횡비를 크게 설정하는 것이 유리할 것이다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 저장소의 폭에 비해 높이가 커지고, 이는 열저장소의 구조적 안정성 측면에서 불리하게 작용할 수 있으므로 저장소의 최적 종횡비 결정시 열적 성능 분석과 더불어 역학적 안정성에 대한 정량적인 분석이 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 지하 열에너지 저장을 위한 사일로형 암반공동의 종횡비 변화에 따른 역학적 안정성을 수치해석적으로 조사하였다. 적용한 종횡비는 1-6의 범위이었고, 전단강도 감소기법에 의한 안전율을 토대로 암반공동의 역학적 안정성을 평가하였다. 종횡비별 안정성 분석 결과, 암반공동의 종횡비가 증가함에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보였으며, 주변 암반의 측압계수가 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 또한 동일한 암반특성 및 종횡비 조건에서 암반공동의 규모(저장 용량)가 줄어듦에 따라 안정성이 향상되는 것으로 나타나, 큰 규모의 단일 암반공동을 소규모의 다중 암반공동으로 분할함으로써 높은 종횡비의 암반공동 설계가 가능한 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권2호
• /
• pp.154-166
• /
• 2004

본 연구에서는 측압이 매우 큰 암반에 대규모 유류저장공동을 병렬로 굴착할 경우, 공동 및 지보재의 역학적 안정성을 평가하였다. 수치해석적인 방법을 동원하여 공동 주변 암반의 거동을 분식하고, 주된 지보재인 rockbolt와 숏크리트의 역할을 분석하였으며, 각 지보재의 안정성을 평가하였다. 적정한 지보시스템 구축을 위하여 지보재 모델링 기법, 공동 단면 형상, 지보재의 규격 등이 공동의 안정성에 미치는 영향을 파악하였다. 해석결과 지보재의 타설시기와 다단계 굴착에 따른 공동 형상의 변화가 지보재에 발생하는 응력에 큰 영향이었음을 알 수 었었으며, 강섬유보강 숏크리트의 변형 및 파괴 특성을 고려한 해석기법 개발의 필요성을 확인하였다.