암반강도 및 압입깊이에 따른 디스크커터의 최적간격 산정을 위한 개별요소법 기반 수치해석 연구

이상연; 송기일; 정주환

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이상연 (인하대학교) 송기일 (인하대학교) 정주환 (한국전력 전력연구원)

저널정보: 한국터널지하공간학회 한국터널지하공간학회 논문집 한국터널지하공간학회 논문집 제22권 제4호

발행연도: 2020.1

수록면: 383 - 399 (17page)

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연구결과

이 논문의 연구 히스토리 (3)

2021

개별요소법을 이용한 암반강도 및 압입깊이별 디스크커터 최적간격산정 연구

이상연 토목공학과 2021.01 학위논문

2020

개별요소법을 이용한 17인치 디스크커터의 선형절삭시험 수치해석 및 성남편마암 지반에서의 최적 S/P비 산정

이상연 , 송기일 , 최창순 외 2명 대한토목학회 학술대회 2020.10 학술대회자료

암반강도 및 압입깊이에 따른 디스크커터의 최적간격 산정을 위한 개별요소법 기반 수치해석 연구

이상연 , 송기일 , 정주환 한국터널지하공간학회 논문집 2020.01 학술저널

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디스크커터의 간격을 최적화하는 것은 TBM 커터헤드의 설계의 핵심요소로, TBM의 굴진성능을 좌우한다. 실대형 선형절삭시험은 디스크커터의 간격 산정을 위해 가장 신뢰성 및 정확도가 높은 시험으로 알려져 있으나 실대형 실험을 위해 경제적 및 시간적 비용이 소요되는 단점이 있다. 본 연구에서는 개별요소법 기반의 수치해석 연구를 통해 암반의 일축압축강도 및 압입깊이에 따른 비에너지-S/P비 간의 경향성을 분석하였고, 17인치 디스크커터의 최적 간격을 도출하였다. 수치해석모델의 적정성을 검토하기 위하여 디스크커터에 작용되는 회전력을 CSM 모델과 비교·검토하였다. 선형절삭시험에 대한 수치해석 결과, 디스크커터에 작용되는 회전력은 CSM 모델의 이론식으로부터 도출한 회전력과 유사한것으로 분석되었다. 5가지(50 MPa, 70 MPa, 100 MPa, 150 MPa, 200 MPa)의 일축압축강도에 대한 수치해석 결과, 암반강도가 증가할수록 디스크커터의 최적간격의 범위는 감소하는 경향을 보였으며 80~100 mm범위에서 최소 비에너지를 보이는 것으로 확인되었다. 이는, 기존에 보고된 디스크커터의 최적 간격과 일치되는 경향으로써, 본 연구를 통해 산정된 디스크커터 간격을 밑받침한다.

#디스크커터 #선형절삭시험 #TBM #개별요소법 #PFC3D

참고문헌 (16)

참고문헌 신청

Acaroglu, O. / 2008 / A fuzzy logic model to predict specific energy requirement for TBM performance prediction / Tunnelling and Underground Space Technology 23(5):600~608

Bakar, M. Z. A. / 2014 / Evaluation of fragments from disc cutting of dry and saturated sandstone / Rock Mechanics and Rock Engineering 47(5):1891~1903

장수호 / 2007 / 디스크 커터를 장착한 TBM 커터헤드의 최적 설계모델 도출을 위한 영향인자 분석 / 대한토목학회 논문집C 27(1C):87~98

Cho, J. W. / 2010 / Optimum spacing of TBM disc cutters: A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method / Tunnelling and Underground Space Technology 25(3):230~244

최성웅 / 2015 / Three-Dimensional Numerical Analysis of the Rock-Cutting Behavior of a Disc Cutter using Particle Flow Code / KSCE Journal of Civil Engineering 19(4):1129~1138

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