2차원 불연속체 해석에 의한 양호한 암반 내의 지하공동 형상비가 안정성에 미치는 영향 검토
The effect of the shape factor of an underground cavern in good rock conditions on its stability by 2D discontinuum analysis
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초록
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 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
Recently the concern about the construction of underground structures such as oil and food storage caverns is increasing in Korea and abroad. The stability of those underground caverns is greatly influenced by shape factor and the size of excavation area as well as the joint conditions. In this study, therefore, the effect of the shape factor of an underground cavern on its stability was analyzed in terms of safety factor. To this end, four different shape factors of a cavern excavated in good rock conditions were investigated and sensitivity analyses were performed based on overburden, lateral earth pressure coefficient, joint spacing, properties, and orientation. The stability of a cavern is evaluated in terms of safety factor estimated numerically based on the shear strength reduction technique. In future, this study is expected to be helpful in designing and evaluating the stability of caverns excavated in discontinuous rock masses.
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