한국원자력연구원 내 지하처분연구시설 주변의 암반 손상대 영향 평가 = The Inflence of Excavation Damaged Zone around an Underground Research Tunnel in KAERI

국문 초록 (Abstract)

지하구조물의 굴착을 위한 발파 충격과 굴착후 응력의 재분포에 의해 발생하는 암반 손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)의 발생은 구조물의 장기적 안정성·경제성·안전성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 조절발파기법으로 굴착된 한국원자력연구원 내 지하처분연구시설에서 굴착 후 발생하는 손상대 규모 및 특성을 측정, 분석하였으며 이를 모델링에 적용하여 손상대가 터널의 역학적, 수리적 거동에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KURT에서의 손상대 현장시험을 통해 1.5m의 손상구간을 확인할 수 있었으며 Goodman jack 시험과 실험실 암석실험을 통해 암반의 물성은 발파전 물성에 비해 대체적으로 50% 정도 변화함을 알 수 있었다. 이러한 암반 손상대 크기와 물성변화를 모델링에 적용하여 수리-역학적 연동해석을 실시하였다. 손상받지 않은 구간에 비해 손상대의 변형계수는 50% 감소하며 수리전도도는 1 order 증가하는 것으로 가정하였다. 해석 결과 손상대를 고려하는 경우 변위는 증가하고 응력은 감소하며 지하수 유입량은 약 20% 정도 증가하는 것으로 나타났다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The development of an excavation damaged zone, EDZ, due to the blasting impact and stress redistribution after excavation, can influence on the long term stability, economy, and safety of the underground excavation. In this study, the size and characteristics of an EDZ around an underground research tunnel, which was excavated by controlled blasting, in KAERI were investigated. The results were implemented into the modelling for evaluating the influence of an EDZ on hydro-mechanical behavior of the tunnel. From in situ tests at KURT, it was possible to determine that the size of EDZ was about l.5m. Goodman jack tests and laboratory tests showed that the rock properties in the EDZ were changed about 50% compared to the rock properties before blasting. The size and property change in the EDZ were implemented to a hydro-mechanical coupling analysis. In the modeling, rock strengths and elastic modulus were assumed to be decreased 50% and the hydraulic conductivity was increased 1 order. From the analysis, it was possible to see that the displacement was increased while the stress was decreased because of an EDZ. When an EDZ was considered in the model, the tunnel inflow was increased about 20% compared to the case without an EDZ.

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