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Some Considerations on the Distinct Element Modelling for the Stability Analysis of a Tunnel in a Jointed Rock Mass

절리암반내 터널의 안정성 평가를 위한 개별요소 모델링에 대한 고찰
Seok-Bue Chang1
,
Do-hak Huh2
장 석부1
,
허 도학2
1(주)유신코퍼레이션 터널부 부장
2(주)유신코퍼레이션 터널부 부장

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ABSTRACT

This paper presents the proposed methods of DE (distinct element) modelling to estimate the stability of tunnels in jointed rock masses. First, the criterion to select the joint set(s) contributed to the discontinuous behaviour in a tunnel section is proposed. Selected joint set(s) is(are) considered to form the edges of distinct elements (rock blocks) and the others to modify the elastic properties of rock blocks. The complex DE model with the average and the deviation of joint orientation and joint length for each joint set was compared to the simple model with only the average of joint orientation and the assumption that joint length is infinite. As a result, the latter is suitable to the purpose of tunnel design because it can show the consistent behaviour of a jointed rock mass such as the locally discontinuous failure and the global anisotropic behaviour.

Keywords
Jointed rock mass
DEM (Distinct Element Method)
Joint orientation
Tunnel direction
Apparent dip
Joint length
Rock block
Tunnel stability analysis
Discontinuous behaviour

본 논문은 절리암반 터널의 안정성 해석을 위한 2차원 개별요소모델링방법에 대한 개선방안을 제안하였다. 먼저, 절리군과 터널의 상대방위를 고려하여 터널단면상에서 불연속거동이 가능한 절리군을 구별하는 기준을 제시하였다. 이 기준에 따라 불연속거동이 가능한 절리군은 개별요소(암석블록)의 변이 되도록 하고 그 외 절리군은 암석블록의 탄성특성을 보정하는 방법을 제시하였다. 또한, 주어진 절리의 기하하적 특성에 대해서 절리의 방위편차와 유한길이를 고려한 복잡한 모델과 절리의 평균방위와 무한길이를 고려한 단순한 모델의 특성을 분석하였다. 그 결과, 후자의 모델이 일관성 있는 터널의 국부적 파괴양상과 명료한 암반의 불연속거동을 보여줌으로써 터널설계목적에 적절함을 확인하였다.

키워드
절리암반
개별요소해석
절리방위
터널방향
외견경사
절리길이
암석블록
터널안정해석
불연속거동

MAIN

  • 1. 서론

  • 2. 절리군과 터널의 상대방위

  • 3. 암석블록의 탄성특성

  • 4. 절리발생

  • 5. 토론

  •   5.1 터널과 절리의 상대방위

  •   5.2 절리발생

  • 6. 결론

Acknowledgements

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