Rock Mechanics Modeling of the Site for the 2^ndStep Construction of the KAERI Underground Research Tunnel (KURT)

Abstract

Rock masses at the site for the 2 nd step construction of the KAERI Underground Research Tunnel (KURT) are divided into six units to establish a rock mechanics model that is dependent on the geological characteristics and degree of joint development. The site primarily consists of three granitic units (G1, G2, and G3), two dykes (D1 and D3), and a fault zone of poor rock mass quality (F3). The F3 unit crosses the tunnel at the beginning of the site of 2 nd step construction. The rock masses of each unit are classified by RMR (Rock Mass Rating), Q-system, and RMi (Rock Mass Index), all based on borehole logging data. The deformation modulus, rock mass strength, cohesion, and friction angle for each unit are calculated using established empirical relationships. The representative rock mass classification and geotechnical parameters for the rock mass units are established, and a rock mechanics model for the site is proposed, which will be useful in the design and stability analysis of the 2 nd step construction of KURT. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://creativecommons. org/ licenses/by-nc/3.0) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.북북동 방향으 로 86.5 m 시추되었으며, KP-4는 동남동 방향으로 101 m 시추되었다. 시추공으로부터 회수된 시추코어는 대부분 화강암이었으며 일부 구간에서 소규모의 염기성 관입암들이 확인되었다. 또한 KP-3과 KP-4 시추공의 초 기 구간과 KP-1 177~181 m 구간에서는 단층대로 예 상되는 파쇄대가 확인되었다. KURT 2단계 건설부지에 대한 암석역학모델 설정 249 연구지역의 암반 단위체 설정 암반역학모델 설정의 첫 번째 단계는 대상 암반을 암 석학적 특성과 구조적 특성이 같은 개별 암반 단위체 (rock unit)로 구분하는 것이다. 이 연구에서는 암반단위 체 구분을 위해 각 시추공에서 회수된 코어시료들에 대 한 암석학적 분류 결과와 절리밀도에 따른 암반의 질을 사용하였다. 분류된 단위체에는 암석의 종류를 나타내는 지질기호와 암반의 질을 나타내는 상태숫자를 조합하여 암반 단위체별로 기호를 부여하였다. Fig. 2는 KP-1, KP-3 및 KP-4 시추공에서 회수된 암석코어들의 암종 분포를 나타낸 모식도이다. 시추조사 지역의 암반은 대 부분 화강암이며 일부 구간에서 중성 내지 염기성 관입 암이 분포하고 있으며, KP-1 시추공에서 약 177~181 m 구간과 KP-3 시추공의 약 9~13 m 구간, KP-4 시 추공의 약 30~33 m 구간에서 단층 파쇄대가 분포하고 있다. 이 연구에서는 화강암 그룹은 'G', 관입암 그룹은 'D', 단층파쇄대 그룹은 'F'로 지질기호를 부여하였다. 절리밀도는 암반의 질, 즉 공학적 성질을 결정하는 가