Tunnel and Underground Space (터널과지하공간)

Korean Society for Rock Mechanics and Rock Engineering (한국암반공학회)
권호 표지

Numerical Study on the Behavior of Fully Grouted Rock Bolts with Different Boundary Conditions

경계조건의 변화에 따른 전면접착형 록볼트 거동의 수치해석적 연구

  • 이연규 (군산대학교 해양건설공학과) ;
  • 송원경 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 박철환 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부) ;
  • 최병희 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부)
  • Received : 2010.08.09
  • Accepted : 2010.08.25
  • Published : 2010.08.31
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Abstract

In modern rock engineering practice, fully grouted rock bolting is actively employed as a major supporting system, so that understanding the behavior of fully grouted rock bolts is essential for the precise design of rock bolting. Despite its importance, the supporting mechanism of rock bolts has not been fully understood yet. Since most of existing analytical models for rock bolts were developed by drastically simplifying their boundary conditions, they are not suitable for the bolts of in-situ condition. In this study, 3-D elastic FE analysis of fully grouted rock bolts has been conducted to provide insight into the supporting mechanism of the bolt. The distribution of shear and axial stresses along the bolt are investigated with the consideration of different boundary conditions including three different displacement boundary conditions at the bolt head, the presence of intersecting rock joints, and the variation of elastic modulus of adjacent rock. The numerical result reveals that installation of the faceplate at the bolt head plays an important role in mobilizing the supporting action and enhancing the supporting capabilities of the fully grouted rock bolts.

오늘날 전면접착형 록볼트는 암반공학 현장에서 주요 지보재로써 널리 이용되고 있다. 따라서 정밀한 록볼트 지보설계를 위해서는 록볼트의 지보거동 특성을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 그 중요성에도 불구하고 아직까지도 전면접착형 록볼트의 지보력이 발휘되는 원리를 완전히 이해하지 못하고 있다. 지금까지 제시된 대부분의 해석적 모델들은 볼트의 경계조건을 단순화시켜 개발되었기 때문에 현장 록볼트의 지보거동을 이해하는 도구로 사용하기에는 적합하지 않다. 이 연구에서는 전면접착형 록볼트의 지보력 발휘 메카니즘을 이해하기 위하 여 3차원 탄성 유한요소해석을 실시하였다. 이를 통해 볼트 선단의 변위경계조건 변화, 암반탄성계수의 변화, 그리고 절리면의 교차가 록볼트의 전단응력 및 축응력 분포특성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과는 볼트 선단의 고정판 설치 유무가 록볼트의 지보력 발휘 및 보강효과 증대에 큰 영향을 미치고 있음을 보여주었다.

Keywords

References

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