원자력연구원 내 지하처분연구시설의 암반 손상대 발생영향 분석 (An Assessment of the Excavation Damaged Zone in the KAERI Underground Research Tunnel)

서지정보

· 발행기관 : 대한화약발파공학회
· 수록지 정보 : 화약 발파 / 27권 / 1호 / 21 ~ 31페이지
· 저자명 : 김진섭, 조원진, 권상기

초록

터널의 굴착이나 응력 재분포에 의해 터널 주변에는 암반 손상대(EDZ) 구간이 발생하게 되며, 이는 암반의 역학적ㆍ수리적 물성변화를 초래하여 추가적인 균열발생 및 지하수의 주요 공급로 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 방사성폐기물 처분연구시설(KURT)을 대상으로 현장실험을 통해 암반변형계수를 측정하였고, 이를 바탕으로 손상대 영역을 세분화하여 FLAC2D를 이용한 전산해석을 실시하였다. 실험결과 KURT 주변에는 측정지점에 따라 0.6∼1.8m의 손상영역이 발생하였으며, 손상대 구간의 변형계수 값은 주변 암반 변형계수의 약 40%에 해당하였다. 암반손상대로 인해 KURT 내 터널변위는 약 65%의 추가변위가 발생하였고, 최대 주응력은 58% 감소되었음을 확인하였다. 또한 손상대 영역의 고려로 인해 터널의 좌ㆍ우측 하단부에 발생되었던 소성영역이 터널의 천정 및 바닥부근으로 확대되는 경향을 보였다.

영어초록

An excavation damaged zone (EDZ) is created by fracturing, excavation or stress redistribution of tunnels. In this zone the mechanical and hydraulic properties of rock are changed, which makes additional cracks and serves as a dominant pathway of groundwater flow. In this study, an assessment on an EDZ size was practiced by the measurement of the deformation modulus at the KAERI underground research tunnel (KURT), and the information was applied to the modelling analysis using FLAC2D software. The EDZ at KURT fell into the range of 0.6∼1.8m and the deformation moduli of the EDZ generally correspond to about 40% of intact rock mass. With a consideration of the EDZ in numerical analysis, tunnel displacements increased by about 65% and the maximum principal stress decreased to 58% from the case without EDZ. The plastic zone of the tunnel was enlarged to the crown and invert zones of the tunnel within the range of the length of rock bolts. About 2% of the total tunnel displacement with EDZ was suppressed by the KURT support system. It is anticipated that the investigation of an EDZ can be used as an important and fundamental research for validating the overall performance of a high level waste disposal system.

참고자료

· 없음