• Title, Summary, Keyword: 암반보강

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Assessment of elastic-wave propagation characteristics in grouting-improved rock mass around subsea tunnels (해저터널 주변 그라우팅 보강암반의 탄성파 전달특성 평가)

  • Kim, Ji-Won;Hong, Eun-Soo;Cho, Gye-Chun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.18 no.2
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    • pp.235-244
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    • 2016
  • Grouting is frequently used before the construction of subsea tunnels to mitigate problems that can occur in weak ground zones such as joints, faults or unconsolidated settlements during construction. The grout material injected into rock mass often flows through the discontinuities present in the host rock and hence, joint properties such as its distribution, roughness and thickness greatly affect the properties of grouting-improved rocks. The grouting-improved zones near subsea tunnels are also subjected to high water pressures that can cause long-term weathering in the form of changes in grout microstructure and crack formation and lead to subsequent changes in ground properties. Therefore, an assessment method is needed to accurately measure changes in the grouting-improved zones near subsea tunnels. In this study, the elastic wave propagation characteristics in grouting-improved rocks were tested for various axial stress levels, curing time, joint roughness and thickness conditions under laboratory conditions and the results were compared with wave velocity standards in different Korean rock mass classification systems to provide a basis for inferring improvement in grouted rock-mass.

A Case Study on the Occurrence and Solution of Stability problems around Large Underground Storage Cavern in Highly Stressed Rock Mass (과지압 암반내 대규모 지하공동 안정성 문제 및 대책)

  • Lee, Dae-Hyuck;Lee, Hee-Suk;Park, Yeon-Jun
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • pp.622-640
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    • 2009
  • 원유 비축기지 저장공동과 같이 상하로 긴 형상의 대규모 공동에서 횡방향의 지압이 과도하게 작용하면 천정부의 응력집중과 측벽의 암반 변위가 과도하게 발생하여 저장공동의 불안정 요인이 된다. 특히 지압의 절대 크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음(popping)과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴(spalling) 현상을 동반한다. 이 글에서는 대규모 지하저장공동 굴착시 실제 발생한 과지압으로 인한 문제 사례에 대해 소개한다. 저장공동 굴착시 관찰된 암편 및 숏크리트 탈락과 균열 발생 현상을 관찰하고 암반 계측결과 분석을 통해 과지압의 현상을 진단하였다. 과지압 구간의 현재 상태 및 원안 설계안에 대해 연속체 및 불연속체 안정성 해석을 실시하여 문제의 심각성을 평가하였다. 이를 통해 굴착 형상 변경 및 특수 보강 방안을 제안하였으며 제안된 안의 보강효과에 대한 수치해석 평가 결과를 재검토 하였다. 이들 결과를 종합하여 과지압구간 보강안을 도출하였으며 상시 안정성 감시 대책으로 현장 암반의 미소파괴음 계측 방안을 제시하였다.

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한강하저 터널에서의 지반상태에 따른 보강공법 -그라우팅을 중심으로-

  • 박남서
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • pp.27-40
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    • 1995
  • 한강하저의 지질은 수많은 대ㆍ소 단층들로 인해 심하게 교란되어 있어 지질상황의 변화가 매우 심하며, 터널을 굴착함에 있어 지하수의 유입을 차단하는 것이 안전시공을 위한 필수 과제로 직면한다. 본 고에서는 기 시공실적을 바탕으로 암반상태에 따른 차수그라우딩의 패턴을 비교ㆍ검토하였다. 본 구간에서는 암반상태에 따라 5가지 패턴이 적용되었으며, 경암 암반일 경우는 상부반단면만을 주입범위(주입범위 : 3.5m, 28공)로 하고 암반의 전단강도증진을 위해 강관보강을 시행하였다. 연암 암반 내지 파쇄대가 부분적으로 협재된 경우는 상부반단면만을 주입하되 주입범위 및 그라우팅 공수를 늘리는 방식(주입범위 : 5∼7, 42∼56공)으로 보강하였다. 풍화암 암반의 경우는 전단면을 주입범위로 하여 그라우팅 공수를 늘림(주입범위 : 7m, 81공)으로서 차수효과를 증진시켰다. 또한 본 공사구간 중 가장 난제였던 연약지반대(잔류토 내지 풍화토) 85m 구간은 자문회의 등을 거쳐 주입범위, 주입길이 및 주입공수, bulk head 구간을 늘려 시공하고, 굴착하면서 차수효과를 확인하는 방식을 취하였다.

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A Simple Numerical Procedure for Assessing the Effect of Ground Improvement Around a Circular Tunnel Excavated in Mohr-Coulomb Rock Mass (Mohr-Coulomb 암반에 굴착된 원형터널의 보강효과 해석을 위한 간편 수치해석법)

  • Lee, Youn-Kyou
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.18 no.2
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    • pp.98-106
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    • 2008
  • When a tunnel is excavated in a rock mass of poor condition, the adjacent zone of excavation surface may be reinforced by adopting the appropriate methods such as grouting and rock bolting. The reinforced effect can be evaluated by use of various numerical approaches, where the reinforcing elements may be expressed as distinct discretizations or smeared into the equivalent material properties. In this study, a simple numerical method, which can be classified as the latter approach, was developed for the elasto-plastic analysis of a circular tunnel. If a circular tunnel in a Mohr-Coulomb rock mass is reinforced to a finite thickness, the reinforced annulus may have different material properties from the in-situ rock mass. In the proposed elasto-plastic method for assessing the reinforcing effect, Lee & Pietruszczak (2007)'s method is applied to both the reinforced annulus and the outer insitu rock mass of the fictitious tunnel, and then two results are combined by enforcing the compatibility condition. The method were verified through comparing the results with the proposed method and the commercial finite difference code FLAC. When taking the variation of deformation modulus and strength parameters in the reinforced zone into account, the distributions of stress and radial displacement were much different from those obtained with the assumption of homogeneous rock mass.

Reinforcing Effect of Pre-Tensioned Rock Bolts in the Jointed Rocks Condition (록볼트 긴장에 의한 수평절리암반의 보강효과)

  • An, Joung-Hwan;Lee, Sang-Duk
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.19 no.5
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    • pp.388-396
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    • 2009
  • Rock bolt is one of the most important supports for tunnelling to prevent excessive ground relaxation at the primary tunnel excavation stage. It forms a ground arch band by confining the ground around a tunnel. Rock bolt has various effects, such as support or hanging effect, internal pressure effect, arching effect, ground improvement effect etc. Most studies on rock bolt focused on the concept of support, but only a few researches on the ground reinforcing effect by pre-tensioning a rock bolts. In this study, large scale model tests are performed to investigate the ground reinforcing effect of rock bolts for regularly jointed rocks. Simple beam model was built to find out the reinforcing effect of jointed rocks, which was reinforced by pre-tensioned rock bolts. Settlement of model beam was analyzed through measuring its sagging for various installation intervals.

Supporting The Tunnel Using Digital Photographic Mapping And Engineering Rock Classification (디지털 사진매핑에 의한 공학적 암반분류와 터널의 보강)

  • Kim, Chee-Hwan
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.21 no.6
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    • pp.439-449
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    • 2011
  • The characteristics of rock fractures for engineering rock classification are investigated by analyzing three dimensional point cloud generated from adjusted digital images of a tunnel face during construction and the tunnel is reinforced based on the supporting pattern suggested by the RMR and the Q system using parameters extracted from those images. As results, it is possible saving time required from face mapping to tunnel reinforcing work, enhancing safety during face mapping work in tunnels and reliability of both the mapping information and selecting supporting pattern by storing the files of digital images and related information which can be checked again, if necessary sometime in the future.

Cone Nailing Method for Supporting Rock Slope (암반사면 보강에 이용되는 콘네일링공법)

  • 김용규
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.13 no.4
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    • pp.491-496
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    • 2003
  • 본 기술은 암반사면 보강공법에서 철근보강재인 네일(Nail)에 원추형콘(철근 규격에 따라 기울기 $19~23^{\circ}$, 높이 40~45mm, 아랫변 65~70mm)을 일정한 간격으로 다수 장착하여 그라우트재와 원 지반까지 방사입체형으로 힘을 미치게 하는 암반사면 보강공법이다. 본 신기술 공법은 네일링 공사 시 원추형 콘을 장착, 삽입함으로서 부착력과 인발력을 증가시켜 비탈면 보강공사 시에 안전성을 높인 공법이다. 따라서 네일링공법을 사면붕괴 방지공사에 적극 활용할 수 있으므로 네일링 공법의 사용을 활성화 하며, 지진이나 지반변형 등 외력에 의한 사면붕괴를 사전에 방지할 수 있어 사면재해를 미연에 방지하는 효과가 있다. 또한 현재가지 네일링공법은 인발톤수가 적고 네일에 대한 신빙성 결여로 아주 적은 인발톤수를 필요로 하는 현장이외에는 사용을 기피하는 일이 많았다. 그러나 본 원추형 콘네일 공법은 어스앙카, 록앵커, 보강토공법, 지지말뚝공법, 옹벽 등에 대한 대체공법으로 이용할 수 있는 여건이 충족됨으로 사면보강재로서의 사용 확산이 기대된다.

A study on the stability analysis for asymmetry parallel tunnel with rock pillar (암반 필라를 포함한 비대칭 근접 병설터널의 안정성 평가에 관한 연구)

  • Kim, Do-Sik;Kim, Young-Geun
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.9 no.4
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    • pp.387-401
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    • 2007
  • Recently, because of the restriction of land for construction and interference of adjacent structure, parallel tunnels with small clearance have been planned and constructed in many sites. In this case, the stability of pillar at center part is very important factor to satisfy the stability of tunnel structure under the construction. In this paper, numerical analyses for the asymmetry parallel tunnels with a narrow width of pillar have been carried out to search for the optimum reinforcement measure for rock pillar and verify the stability of tunnel. Rock pillar between each single tunnel is supposed to be under heavy load by rock mass. The analysis of stress state at rock pillar at various cases for construction conditions is required to investigate the structural behaviour of tunnels and stability of the pillar. Strength-stress ratio is calculated based on the failure theory of rock and the safety factor of tunnel is computed with strength reduction technique. Through these numerical results, reasonable reinforcement measures for rock pillar at parallel tunnel were established and recommended.

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Barton-Bandis 절리 모델에 의한 지하대공동 암주의 변형 특성 연구

  • 강추원;임한욱;김치환
    • Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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    • pp.118-131
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    • 2001
  • 우리 나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지 할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두 가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.

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