본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

Hoek-Brown 강도기준식 및 암질강도지수를 이용한 고압 유체 지하저장 공동의 융기에 대한 안정성 평가

Stability Analysis for Ground Uplift in Underground Storage Caverns for High Pressurized Gas using Hoek-Brown Strength Criterion and Geological Strength Index (GSI)

1

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

키워드

주제분류자원공학

초록

압축공기에너지 및 고압 천연가스 등의 고압 유체의 지하저장을 위한 저장공동 상부 암반의 융기에 대한 안정성 검토를 위한 간이해석기법을 개발하고 그 적용사례를 소개하였다. 본 해석기법은 저장공동 상부에 원통형의 파괴모델을 가정하고 한계평형해석을 실시함으로써 융기에 대한 안전율을 계산한다. 원통형 파괴면에 작용하는 마찰저항력 계산에는 Mohr-Coulomb 강도기준식을 대신하여 Hoek-Brown 강도기준식을 적용함으로써 무결암의 강도특성 뿐만 아니라 암반 상태도 고려할 수 있도록 하였다. 다양한 암반 조건에서의 적용사례 및 암반 강도 정수의 민감도 분석 결과, 저장공동 상부 암반의 융기는 Mohr-Coulomb 강도기준식에 보다 민감함을 확인하였다.

Abstract

A simple analytical approach for stability assessment of underground storage caverns against ground uplift of overburden rock above the rock caverns for high pressurized fluid such as compressed air energy storage (CAES) and compressed natural gas (CNG) was developed. In the developed approach, we assumed that failure plane of the overburden is straight upward to ground surface, and factor of safety can be calculated from a limit equilibrium analysis in terms of this cylindrical shape failure model. The frictional resisting force on the failure plane was estimated by Hoek-Brown strength criterion which replaces with Mohr-Coulomb criterion such that both intact rock strength and rock mass conditions can be considered in the current approach. We carried out a parametric sensitivity analysis of strength parameters under various rock mass conditions and demonstrated that the factor of safety againt ground uplift was more sensitive to Mohr-Coulomb strength criterion rather than Hoek-Brown criterion.

참고문헌 (15)

  1. Atkinson, J., "The mechanics of soils and foundation" (2007), Taylor & Francis
  2. Bieniawski, Z.T., "Engineering rock mass classification" (1989), Wiley interscience
  3. Technical review of the lined rock cavern (LRC) concept and design methodology: mechanical response of rock mass, "Brandshaug, T.", Itasca consulting group Inc, ~ (2001)
  4. Deere, D.U., "Technical description of rock cores for engineering purposes", Rock Mechanics and Engineering Geology, 1(1), pp.16~22 (1963)
  5. Glamheden, R., "Excavation of a cavern for high-pressure storage of natural gas", Tunnelling and Underground Space Technology, 21(1), pp.56~67 (2006)
  6. Hoek, E., "Empirical strength criterion for rock masses", Journal of Geotechnical Engineering Div, 106(GT9), pp.1013~1035 (1980), ASCE
  7. Hoek, E., "Support of underground excavations in hard rock" (1995), A.A. Balkema
  8. Hoek, E., "Practical estimates of rock mass strength", International Journal of Rock Mechanica and Mining Sciences, 34(8), pp.1165~1186 (1997)
  9. Hoek, E., "Hoek-Brown failure criterion -2002 Edition", Proc. 5th North Americal Rock Mechanics Symposium (NARMS-TAC), 1, pp.267~273 (2002), University of Toronto Press
  10. Hoek, E., "Quantification of the geological strength index chart", the 47th US Rock Mechanics, 2013, 13~672[DOI]
  11. Development of Underground Energy Storage System in Lined Rock Cavern, "Korea Institute of Geoscience and Mineral Resources", Ministry of Knowledge Economy, ~ (2011)
  12. Kim, H.M., "Parametric sensitivity analysis of ground uplift above pressurized underground rock caverns", Engineering Geology, 135-136, pp.60~65 (2012)
  13. 박연준, "설계변수에 따른 압축천연가스 저장 공동의 거동 분석", 터널과 지하공간, 23(3), pp.192~202 (2013), 한국암반공학회[DOI]
  14. 이연규, "응력불변량으로 표현한 일반화된 Hoek-Brown 파괴조건식의 등가 마찰각 및 점착력", 터널과 지하공간, 22(6), pp.462~470 (2012), 한국암반공학회
  15. 이연규, "응력무차원화 변환을 이용한 Hoek-Brown 파괴함수의 Mohr 파괴포락선 유도", 터널과 지하공간, 24(1), pp.81~88 (2014), 한국암반공학회

관련 논문AI추천

이 간행물의 다른 논문 (7건)