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2009 Vol.46, Issue 6 Preview Page
31 December 2009. pp. 721-729
Abstract
Numerical analysis using UDEC has been performed with the same simulation conditions with those used in LS-DYNA simulation for comparing the numerical applicability on the fracture propagation in both programs. The finite element program, LS-DYNA using the Johnson-Holmquist model is known to be powerful in nonlinear dynamic problems but non-sufficient in simulating the heterogeneous materials. On the other hand, the discrete element program, UDEC can make a good application of a jointed rock mass but cannot give a simple solution in dynamic problems. From the numerical analysis with UDEC, it was concluded that the randomly sized polygonal element with Voronoi tesselation method was effective in simulating the fracture propagation in rock mass, and the artificial notches for controlling the direction of fracture propagation are closely related to the in-situ stress regime.
발파에 의한 암반에서의 균열전파양상의 수치해석적 적용성을 비교분석하기 위하여 본 연구에서는 LS-DYNA를 이용한 최근의 연구결과와 동일한 조건으로 UDEC에 의한 수치해석을 실시하였다. Johnson-Holmquist 모델을 적용함으로써 비선형 동하중 해석에 탁월한 반면 암반의 불균질성을 충분히 반영하지 못하는 유한요소프로그램인 LS-DYNA와, 암반의 절리특성은 충분히 고려할 수 있으나 발파동하중 해석이 용이하지 않은 UDEC의 프로그램적 특성을 비교하기 위하여 현지암반응력 및 인공노치의 조건을 달리하여 수치해석을 실시하였다. 이를 통하여 발파동하중 해석에 효과적인 UDEC의 요소배열기법은 Voronoi tesselation 기법을 적용한 임의 크기의 다각형요소 배열임을 규명하였으며, UDEC으로도 LS-DYNA와 거의 유사한 균열전파양상을 도출할 수 있음을 규명하였다. 또한 균열발생방향의 유도를 위한 인공노치의 적용은 현지암반응력의 조건과 밀접한 관계가 있음을 UDEC 해석을 통하여 파악할 수 있었다.
References
  1. 최성웅, 박의섭, 선우춘, 정소걸, 2004, “실측진동파형을 이용한 발파 동해석 기법에 관한 연구,” 터널과 지하공간, Vol. 14, No. 2, pp. 1-13.
  2. Chen, S.G. and Zhao. J., 1998, “A study of UDEC modelling for blast wave propagation in jointed rock masses,” Int. J. Rock Mech. & Min. Sci., & Geomech. Abstr., Vol. 35, pp. 93-99.
  3. Chen, S.G., Cai, J.G., Zhao, J. and Zhou, Y.X., 2000, “Discrete element modelling of an underground explosion in an jointed rock mass,” Geotechnical and Geological Engineering, Vol. 18, pp. 59-78.
  4. Donze, F.V. and Magnier, S.A., 1995, “Formulation of a three-dimensional numerical model of brittle behaviour,” Geophys J. Int., Vol. 122, pp. 790-802.
  5. Donze, F.V., Bouchez, J. and Magnier, S.A., 1997, “Modeling fractures in rock blasting,” Int. J. Rock Mech. & Min. Sci., Vol. 34, No. 8, pp. 1154-1163.
  6. Liu, Q. and Tidman, P., 1995, “Estimation of the dynamic pressure around a fully loaded blasthole,” Technical Report MRL 95-014, CANMET/MRL, p. 15.
  7. Ma, G.W. and An, X.M., 2008, “Numerical simulation of blasting-induced rock fractures,” Int. J. Rock Mech. & Min. Sci., Vol. 45, pp. 966-975.
  8. Obert, L. and Duvall, W.I., 1966, Rock mechanics and the design of structures in rock, John Wiley & Sons, Inc., p. 650.
  9. Starfield, A.M. and Pugliese, J.M., 1968, “Compression waves generated in rock by cylindrical explosive charges: A comparison between a computer model and field measurements,” Int. J. Rock Mech. & Min. Sci. & Geomech. Abstr., Vol. 5, pp. 65-77.
Information
  • Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
  • Publisher(Ko) :한국자원공학회
  • Journal Title :Journal of the Korean Society for Geosystem Engineering
  • Journal Title(Ko) :한국지구시스템공학회지
  • Volume : 46
  • No :6
  • Pages :721-729