지하갱도가 지반침하에 미치는 영향에 관한 실험적 연구
Effect of a Mine Roadway on the Ground Subsidence Using Scaled Model Tests
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초록
본 연구에서는 광산 지하 폐갱도가 지반 침하에 미치는 영향을 조사하기 위하여 갱도 심도를 달리한 6가지 모형에 대하여 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 실험목적에 부합한 실험장치를 제작하였으며 모래, 석고, 물의 특정 중량비를 가진 모형재료를 사용하여 모형시험체를 만들었다. 각 시험체의 파괴사진과 침하곡선을 제시하였으며 모형별 변형 및 파괴거동을 검토하였다. 갱도의 심도가 작은 모형일수록 균열 개시압력이 작게 나타나 지반의 안정성이 감소하였고, 갱도 심도가 큰 모형에 비해 상대적으로 작은 압력 수준임에도 불구하고 지반 침하량은 크게 나타났다. 특히 심도가 가장 작은 1번 모형은 전형적인 함몰형 침하를 나타내었다. 또한 갱도 심도가 작은 모형들의 파괴양상은 지표구조물과 폐갱도가 전단파괴면으로 직접 연결된 형태로 나타났으나, 갱도 심도가 가장 큰 6번 모형에서는 폐갱도 주위에 파괴균열이 생성되지 않아 갱도가 상부의 지표 침하에 미치는 영향은 매우 감소하였다.
Abstract
In this study, scaled model tests were performed to investigate the effect of an abandoned mine roadway on the ground subsidence. Six types of test models which had different depths of the roadway were produced, where the modelling material was the mixture of sand, plaster and water. Test rigs were made to perform the scaled model tests. Failure photographs and subsidence profiles of models were presented and the test results were discussed. The crack initiating pressures of the model with shallow roadway were smaller than those of the model with deep roadway. The subsidences of the model with shallow roadway were bigger than those of the model with deep roadway in spite of relatively lower pressure condition. The No.1 model which has the shallowest roadway showed the typical sinkhole type subsidence. The No.6 model which has the deepest roadway showed the smallest subsidence and no failure phenomena around the roadway. Therefore the models with deep roadway turned out to be more stable to the surface structure than the models with shallow one.
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