수리적 간극변화를 고려한 수리적 굴착손상영역의 정의에 관한 연구

박종성,류창하,이정인,류동우,Park, Jong-Sung,Ryu, Chang-Ha,Lee, Chung-In,Ryu, Dong-Woo 한국터널지하공간학회 2007 한국터널지하공간학회논문집 Vol.9 No.2

굴착손상영역(EDZ)은 굴착으로 인해 현지 암반이 역학적으로 손상을 입게 되어 응력상태, 변위상태, 암반의 안정성, 지하수의 흐름상태 등에 변화가 일어나는 영역을 의미한다. EDZ의 역학적 특성과 관련한 많은 연구들이 수행되었지만, EDZ에서의 지하수 유동 특성에 관한 연구는 아직 부족한 수준이다. 따라서 본 연구에서는 굴착으로 인해 굴착면 주변의 수리적 간극이 늘어나는 영역을 산정하여 '수리적 굴착손상영역'이라 정의하고 이를 위해 수리-역학적 상호작용(coupling)해석을 수행하였다. 이는 개별 불연속면 망의 생성을 통한 역학적, 수리적 변화의 모사가 가능한 개별요소법(discrete element method; DEM)을 이용하여 수행하였다. 이를 통해 EDZ에서 지하수의 흐름에 영향을 미치는 각종 조건들(불연속면의 간극, 불연속면 군의 방향, 불연속면 군의 길이, 불연속면의 각도 등)의 변화와, 응력분포, 지하수의 유동 등으로 인해 수리적 간극 값이 어떻게 변화하는지를 파악하였다. 이 결과를 토대로 수리적 간극이 커지는 영역, 수리적 EDZ를 공동 주변의 불연속면 방향에 수직 방향으로 존재하는 타원형의 형태로 모델링 하였다. The excavation damaged zone (EDZ) is an area around an excavation where in situ rock mass properties, stress condition, displacement, groundwater flow conditions have been altered due to the processes induced by the excavation. Various studies have been carried out on EDZ, but most studies have focused on the mechanical bahavior of EDZ by in situ experiment. Even though the EDZ could potentially form a high permeable pathway of groundwater flow, only a few studies were performed on the analysis of groundwater flow in EDZ. In this study, the 'hydraulic EDZ' was defined as the rock zone adjacent to the excavation where the hydraulic aperture has been changed due to the excavation by using H-M coupling analysis. Fundamental principles of distinct element method (DEM) were used in the analysis. In the same groundwater level, the behavior of hydraulic aperture near the cavern was analyzed for different stress ratios, initial apertures, fracture angles and fracture spacings by using a two-dimensional DEM program. We evaluate the excavation induced hydraulic aperture change. Using the results of the study, hydraulic EDZ was defined as an elliptical shape model perpendicular to the joint.

발파하중을 받는 지반의 동적 거동 수치 모델링에서 입력변수의 영향

류창하,최병희,장형수,강명수,Ryu, Chang-Ha,Choi, Byung-Hee,Jang, Hyung-Su,Kang, Myoung-Soo 한국암반공학회 2015 터널과지하공간 Vol.25 No.3

화약발파는 광업 및 토목 분야에서 암반굴착을 위한 도구로 많이 사용되는 유용한 방법이지만 주변 환경에 대해서는 종종 위해 요인으로 작용한다. 발파 설계자는 피해를 방지하고 효율을 높일 수 있는 적정 설계를 도출하기 위해 노력하며, 설계 단계에서는 시험 발파나 수치해석적 방법을 이용하여 설계의 적정성 평가를 하는 것이 일반적이다. 수치해석적 방법에서 발파와 같은 동적 하중과 그에 대한 암반의 응답 거동에 영향을 주는 많은 변수들이 입력 자료로 설정되어야 하지만, 신뢰성 있는 물성을 획득하기 어려운 설계 단계에서 입력자료를 어떻게 설정할 것인가, 결과를 어떻게 해석하고 설계에 반영할 것인가는 여전히 어려운 문제로 남아 있다. 본 논문은 화약발파를 이용하여 터널과 같은 지하공동을 굴착할 때 암석의 역학적 특성과 관련된 입력 변수들이 해석 결과에 미치는 영향 정도를 정량적으로 평가함으로써 입력 자료에 대한 중요도를 이해하고 설정지침에 도움을 제공하기 위한 목적으로 작성되었다. Explosive blasting is a very useful tool for mining and civil engineering applications. It, however, may cause severe environmental hazards on adjacent structures due to blasting impact. Blast engineers try to make optimum blast design to provide efficient performance and to minimize the environmental impact as well. It requires a pre-assessment of the impacts resulting from the blasting operation in design stage. One of the common procedures is to evaluate the proposed blast pattern through a series of test blasting in the field. Another approach is to evaluate the possible environmental effects using the numerical methods. There are a number of input parameters to be prepared for the numerical analysis. Some of them are well understood, while some are not. This paper presents some results of sensitivity analysis of the basic input parameters in numerical modelling of blasting problems so as to provide sound understanding of the parameters and some guidelines for input preparation.

광복70주년 KIGAM 지구환경연구분야 연구개발성과의 재조명

류창하(Chang-Ha Ryu),김성용(Seong-Yong Kim) 대한지질학회 2015 대한지질학회 학술대회 Vol.2015 No.10

동적 하중을 받는 암반 구조물의 수치해석 변수에 대한 고찰

류창하 ( Chang-ha Ryu ),최병희 ( Byung-hee Choi ),장형수 ( Hyung-su Jang ) 대한화약발파공학회 2018 화약발파 Vol.36 No.3

동적 하중을 받는 암반의 역학적 거동은, 같은 크기의 최대 하중이라도 정적으로 가해지는 경우와는 다른 특성을 보인다. 동적 하중 하에서의 거동 특성을 규명하기 위한 실험적 접근 방법은 동적 하중의 제어와 계측 및 해석에 있어서 정적 조건에서의 실험 방법보다 더 많은 어려움이 있다. 수치해석적 방법은 물리적 실험이 아니라 수치해석적으로 실험을 실시함으로써 물리적 제약을 덜 받으므로 설계 단계에서 매우 유력한 해석 도구가 될 수 있다. 그러나 수치해석방법은 해석방법의 알고리즘이 적정하더라도, 입력 자료와 경계조건의 설정에 따라 계산 결과가 많이 달라질 수 있으므로 해석 시 세심한 주의가 필요하다. 본 논문에서는 동적 하중을 받는 암반 구조물의 거동을 수치해석적으로 검토할 때, 경계 조건, 동적 하중과 계산 시간 간격, 동적 하중 특성이 계산 결과에 미치는 영향을 검토하여, 동적 해석 시 경계조건과 계산 시간 간격의 설정 지침을 제공하고자 하였다. The dynamic behaviour of the rock mass under the dynamic load is different from the static application of the maximum load of the same size. An experimental approach to investigating rock behavior under dynamic loads is more difficult than that under static conditions in control of dynamic loads, measurement and analysis of the results. Numerical methods are less constrained by performing the experiments numerically, rather than experimental ones, so they can be very powerful analytical tool at the design stage. However, even if the algorithms of the analysis method are appropriate, careful analysis is required because the calculation results may vary largely depending on input data and boundary conditions. In this paper, when investigating the behavior of rock structures under dynamic load numerically, the effects of boundary conditions, dynamic load and calculation time step, and dynamic load characteristics on the calculation results were reviewed to provide guidance on setting up boundary conditions and calculation time step related to dynamic analysis.

터널발파-구조물 병행시공을 위한 영향평가 연구

류창하 ( Chang Ha Ryu ),최병희 ( Byung Hee Choi ),김양균 ( Yang Kyun Kim ),유정훈 ( Jeong Hoon Ryu ) 대한화약발파공학회 2003 화약발파 Vol.21 No.4

암분류기법과 터널굴착을 위한 발파설계에의 활용

류창하 ( Chang Ha Ryu ),선우춘 ( Choon Sunwoo ),최병희 ( Byung Hee Choi ) 대한화약발파공학회 2006 화약발파 Vol.24 No.1

Implicit 및 explicit 알고리즘에 기초한 개별요소 수치해석 방법의 모델링특성 비교 연구

류창하(Chang-Ha Ryu) 한국암반공학회 2000 터널과지하공간 Vol.10 No.3

Implicit 및 explicit 알고리즘에 기초한 개별요소 수치해석 방법의 모델링 특성 비교 연구

류창하(Chang-Ha Ryu) 한국암반공학회 2000 한국암반공학회 학술대회 및 세미나 자료집 Vol.- No.-

저온 열균열 현상을 이용한 초기 응력 측정법

류창하(Chang-Ha Ryu),류동우(Dong-Woo Ryu),최병희(Byung-Hee Choi),신중호(Joong-Ho Synn),John P. Loui 한국암반공학회 2008 터널과지하공간 Vol.18 No.5

시추공을 이용한 초기응력 측정을 위한 새로운 방법을 제안하였다. 이 새로운 개념의 측정법은 기본적으로 응력 해방과 파쇄 기술을 결합한 방법이다. 액화질소와 같은 극저온 액체를 이용하여 시추공 주변의 인장 열응력을 유도하여 시추공 주변의 응력을 해방시킬 수 있다. 종국에는 시추공 주변의 인장 강도가 암반의 인장강도에 초기 지압으로 존재하는 압축 응력의 합을 초과할 때 시추공벽에 균열을 발생시킨다. 이와 같은 개념을 인장 응력으로부터 초기 응력 수준을 평가하는데 적용하기 위한 이론적 분석을 수행하였다.또한,제안한 방법의 유효성을 검토하기 위해 FLAC3D를 이용한 열-역학 상호작용 연속체 해석을 수행하였다. 사전 이론적 검토 및 수치해석으로부터 저온 열균열 발생 현상을 이용한 초기 응력 측정법이 시추공벽에서의 인장 균열 형성을 감시하고 시추공벽에서의 균열 개시 시점의 온도를 기록함으로써 초기 응력을 정밀하게 측정할 수 있음을 확인하였다. A new method is suggested herein to measure the virgin earth stresses by means of a borehole. This novel concept is basically a combination of borehole stress relieving and borehole fracturing techniques. The destressing of the borehole is achieved by means of inducing thermal tensile stresses at the borehole periphery by using a cryogenic fluid such as Liquid Nitrogen (LN₂). The borehole wall eventually develops fractures when the induced thermal stresses exceed the existing compressive stresses at the borehole periphery in addition to the tensile strength of the rock. The above concept is theoretically analyzed for its potential applicability to interpret in situ stress levels from the tensile fracture stresses and the corresponding borehole wall temperatures. Coupled thermo-mechanical numerical simulations are also conducted using FLAC3D, with thermal option, to check the validity of the proposed techniques. From the preliminary theoretical and numerical analysis, the method suggested for the measurement of in situ stresses appears to be capable of accurate estimation of the virgin stresses by monitoring tensile crack formation at a borehole wall and recording the wall temperatures at the time of crack initiation.

암반굴착에 의한 발파진동, 소음 및 비석의 조절

류창하(Chang-Ha Ryu) 한국암반공학회 1992 터널과지하공간 Vol.2 No.1