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임한옥,김재동,김종훈,백승규 강원대학교 석재복합신소재제품연구센터 1998 석재연 논문집 Vol.3 No.-
본 연구에서는 석골재 자원개발에서 널리 사용되고 있는 발파 조건을 고려하여 암반의 변형 및 파괴거동에 대한 특성을 규명하기 위한 컴퓨터 모델링을 시도하였다. 현재까지 이루어진 몇몇 연구들은, 발파에 의한 암반의 거동을 실제 동하중이 적용되고 있는 상태와는 달리 정적 상태 하의 조건에서 주로 이루어져 왔다. 그러나 실제 발파 거동은 동적 거동을보이므로 동역학적 해석을 하지 않을 경우 많은 오차를 포함한 상태하의 개괄적인 특성의 추정에 그칠 수밖에 없는 단점을 지니고 있었다. 본 연구에서는 동하중 하에서의 탄소성 해석을 실시하여 채석시 발파 하중에 대한 암반의 하중 반응, 탄성 및 소성 변형의 발생 특성, 그리고 이로 인한 발파 균열의 성장 전파 특성을 규명함으로써 발파로 인한 균열의 능동적 제어와 보다 효율적인 발파가 이루어 질 수 있는 조건들을 규명하고자 하였다. 해석 결과 일반 발파공의 경우에서 탄성 모델의 경우 공반경의 약 3배인 6cm까지 집중된 응력의 크기가 파괴강도를 초과하는 것으로 나타났으며, 탄소성 모델의 경우 균열의 전파 거리는 공반경의 15배인 30cm까지 균열이 확장되었다. 또한 폭 5mm 길이 20mm의 노치가 가공된 발파공의 경우 공반경의 25배인 50cm까지 균열이 진전되었으며, 균열의 방향은 노치 첨단의 방향으로 생성되는 것을 알 수 있다. 노치의 폭과 길이에 의한 영향은, 폭은 10mm이하일 경우가 적합하다고 판단되며, 길이는 균열의 성장 길이에 비례하는 경향이 있는 것을 알 수 있었다. Conditions for developing an effective controlled blast model were studied using finite element method, analyzing elastic and elasto-plastic case under static and dynamic load for normal blast hole and notched blast hole. Results show that from the elastic analysis of normal blast hole with 2 cm radius, stress concentrated by blasting exceeds tensile strength for the region up to 6 cm from hole wall and in case of elasto-plastic analysis, it was expanded up to 30 cm. For the notched blast hole with its width of 5mm and length 20mm, crack due to blasting was propagated up to 50 cm.