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2010 Vol.12, Issue 1 Preview Page
Assessment of spalling occurrence using fuzzy probability theory and damage index in underground openings

퍼지확률이론과 손상지수를 이용한 지하암반공동에서의 스폴링 발생 평가

Joon-Ho Bang1
,
Kang-Hyun Lee2
,
In-Mo* Lee3*
방 준호1
,
이 강현2
,
이 인모*3*
1쌍용건설(주) Downtown Line Stage2 C921 Project 설계과장, 공학박사
2고려대학교 건축사회환경공학부 박사과정
3고려대학교 건축사회환경공학부 교수
*교신저자. *Corresponding Author. 
31 January 2010. pp. 15-29
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Abstract

Spalling is a kind of instability phenomenon of surrounding rock around underground openings subjected to high in-situ stress according to the development of extension fractures. Three kinds of spalling criteria have been presented so far; however, all spalling criteria have the range of values so that the fuzziness and vagueness of spalling criterion cannot be avoided. In this study, a new fuzzy probability model is proposed to predict the probability of spalling in a systematic way by using fuzzy probability theory. Many of the underground opening projects worldwide are evaluated with the proposed method. Prediction results expressed as the spalling probability agree well with the in-situ observations. In particular, a new fuzzy probability model considering all three evaluation indices of spalling by adopting weighting factors based on relative reliability among three evaluation indices is able to resolve erroneous prediction of spalling by choosing only one prediction method. Moreover, the more reasonable value of spalling probability could have been obtained by adopting the modified damage index to the newly proposed fuzzy probability model.

Keywords
Brittle failure
spalling
fuzzy probability theory
damage index

스폴링 현상은 높은 현지응력하에서 확장균열의 발달로 암반공동 주변에서 발생하는 파괴형태이다. 기존 연구에 의하면 3가지 스폴링 기준은 범위로 제시되어 있어 기준 자체의 애매모호함이 상존하고 있다. 본 연구에서는 퍼지확률이론을 적용한 새로운 스폴링 발생 종합 평가모델을 제안하였고 스폴링 발생현장에 평가모델을 적용한 결과 현장관측결과와 일치하는 결과를 보였으며, 정량적으로 스폴링 발생확률을 산정할 수 있었다. 특히, 3가지 스폴링 평가인자별 상대중요도를 고려한 가중치를 적용함으로써 실제 스폴링이 관측된 현장이 스폴링이 발생하지 않는 것으로 평가되는 오류를 해결하였다. 또한, Martin 등(1999)의 손상지수에 형상계수를 도입한 수정손상지수가 포함된 스폴링 평가인자를 스폴링 발생 종합 평가모델에 적용한 결과 합리적인 스폴링 발생확률을 산정할 수 있었다.

키워드
취성파괴
스폴링
퍼지확률이론
손상지수
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Information
  • Publisher :Korean Tunneling and Underground Space Association
  • Publisher(Ko) :한국터널지하공간학회
  • Journal Title :Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
  • Journal Title(Ko) :한국터널지하공간학회 논문집
  • Volume : 12
  • No :1
  • Pages :15-29
  • Received Date : 2009-07-20
  • Revised Date : 2009-09-04
  • Accepted Date : 2009-09-09
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