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2003 Vol.40, Issue 3 Preview Page
30 June 2003. pp. 159-166
Abstract
Generally it is likely that rock mass properties are expressed not by a mean value but by values with variation due to its characteristic \'uncertainty\'. So this study reports the effect of the uncertainty of rock mass properties on the stability of an underground structure. The radius of the fractured zone in terms of the variation of rock mass properties is examined using a Monte-Carlo simulation, in which the internal friction angle and uni-axial compressive strength of the jointed rock masses are expressed by the random variables having a normal distribution function with a certain mean and a standard deviation. Also, stability analysis using Monte-Carlo simulation is performed in order to investigate the influence of the variation of GSI value on the stability of the excavation, when Hoek-Brown failure criterion is adopted. From the results of this study, it is observed that the variation of rock mass properties significantly affects the radius of the yield zone and the stability of the underground structure due to the excavation. In conclusion, the method of probabilistic analysis must be used for the design of underground structures in the jointed rock masses having large variations of rock mass properties.
일반적으로 암반의 물성은 하나의 대푯값으로 표현되는 것보다는 어느정도의 분산성을 포함하는 값으로 표현되는 것이 타당하다. 이는 암반이 가지고 있는 불확실성이란 특성 때문이다. 따라서 본 연구에서는 암반물성을 확률변수로 표현할 경우 지하구조물의 안정성에 어떤 영향을 미치는 가를 알아보고자 하였다. 정수압을 받고있는 암반에 원형공동을 굴착할 경우 발생하게 되는 소성대 반경을 구할 때, 변수로 작용하는 내부마찰각과 암반의 일축압축강도를 평균과 표준편차를 갖는 확률변수로 표현하여 가능한 범위에서의 암반물성의 분산성에 대한 소성대 반경을 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 파악하였다. 또한 Hoek-Brown 파괴조건식을 이용할 경우, GSI값의 분산성이 공동의 안정성에 미치는 영향을 파악하고자 GSI값을 평균과 표준편차를 가지는 확률변수로 표현하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통한 안정성 해석을 수행하였다. 암반물성의 분산성이 공동의 소성대 반경 및 안정성에 큰 영향을 미침을 확인하였으며, 이와 같은 결과로 미루어볼 때 암반물성의 분산성이 큰 암반을 대상으로한 지하구조물 설계에 있어서는 확률론적 해석방법으로 구조물의 안정성을 평가해야 할 것이다.
References
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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 : 40
  • No :3
  • Pages :159-166