지하 채굴적이 지표 구조물의 안정성에 미치는 영향에 관한 모형실험 연구
A Study on the Effect of Underground Openings on the Stability of Surface Structures Using Scaled Model Tests
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초록
본 연구에서는 지하 채굴적이 상부 지표 구조물의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 지하 채굴적의 심도와 보강 조건을 달리하는 네 가지의 경우에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 실험목적에 부합한 모형 실험장치를 제작하였으며, 모형재료는 석고, 모래, 물의 혼합물을 사용하였다. 채굴적의 심도가 깊은 모형의 균열 개시압력은 얕은 모형에 비해 2.5배 더 크게 나타나 채굴적이 깊을수록 지반의 안정성은 우수하였다. 구조물의 하부 지반을 그라우팅으로 보강한 모형은 무보강 모형에 비해 균열 개시압력이 2.4배 커져, 보강을 실시하면 지반 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 대규모 보강을 실시한 경우는 소규모 보강에 비하여 최대 침하량이 작을 뿐 아니라 침하곡선이 완만하여 경사와 곡률도 작아지므로 지반 안정성은 보다 더 커질 것으로 판단된다.
Abstract
In this study, scaled-model tests were performed to investigate the effect of underground openings on the stability of surface structure around the abandoned coal mine areas. Four types of test models which had respectively different depths of openings and different ground reinforcement conditions were introduced, where the modelling materials were the mixture of sand, plaster and water. The model with deep openings were turned out more stable to the structure than the model with shallow ones, because the crack-initiating pressure of the former was 2.5 times as much as that of the latter. The models with ground reinforcement were also turned out more stable than the model without reinforcement, because the crack-initiating pressure of the former was 2.4 times as much as that of the latter. Subsidence profiles were analysed to find the characteristics of slope and curvature, and the model with large reinforcement were turned out the most stable.
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