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- Predicting Single-hole Blast-induced Fracture Zone Using Finite Element Analysis
- Jawad Ur Rehman, Duhee Park
- During the blasting process, a fracture zone is formed in the vicinity of the blast hole. Any damage that extends beyond the …
- During the blasting process, a fracture zone is formed in the vicinity of the blast hole. Any damage that extends beyond the excavation boundary line necessitates the implementation of an additional support system to assure safety. Typically, fracture zone radius is estimated from blast hole pressure using theoretical methods due to its simplicity. However, linear charge concentration (kg/m) is used for tunnel blasting. This paper compiles Swedish experimental datasets to estimate the radius of fracture zones based on linear charge concentration. Further numerical analyses are performed in LS-DYNA for coupled single-hole blasting. The Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model has been selected as the constitutive model for this investigation. The numerical model is validated against small-scale laboratory tests. Parametric studies are conducted to predict fracture zones in granite and sandstone rocks using two kinds of explosives, PETN and AFNO. The analyses evaluate ten types of blast hole sizes, ranging from 17 to 100 mm. The results indicate that granite has a larger fracture zone than sandstone, and the PETN explosive predicts more damage than ANFO. Smaller blast holes exhibit smaller fracture zones in comparison to larger blast holes. Wave propagation is more rapidly attenuated in granite than in sandstone. Subsequently, the predicted fracture zone outcomes are compared with the empirical dataset. Fracture zones of medium blast hole diameter align well with the experimental data set. A predictive equation is derived from the data set, which may be used to evaluate blast design to manage fracture zones beyond the excavation line. - COLLAPSE
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Experimental Evaluation on JGS Frost Susceptibility Testing Method
일본 동상민감성 판정 기준에 관한 고찰
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Jangguen Lee, Hyunwoo Jin, Zheng Gong
이장근, 진현우, 공정
- Frost heave, a significant engineering aspect of frozen ground, leads to various damages in Korea during the winter. Both the United States …
동상은 동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나로, 겨울철에 국내에서는 동상으로 인한 다양한 피해가 발생한다. 미국과 일본은 동토지역을 포함하고 있어 동상에 대한 연구가 …
- Frost heave, a significant engineering aspect of frozen ground, leads to various damages in Korea during the winter. Both the United States and Japan, encompassing regions with frozen ground, have actively researched frost heave and possess standardized experimental methods. Particularly, the Japanese Geotechnical Society (JGS) has introduced a frost heave standard testing method, offering the advantage of relatively simple specimen preparation and experimental procedures. However, issues persist regarding the ambiguous engineering interpretation of frost heave test results and the lack of clear criteria for frost heave susceptibility assessment. This paper presents laboratory testing results following the JGS testing method on sand and silt mixtures using a triaxial temperature- controllable cell, and thoroughly analyzes the frost heave rate calculation process. Furthermore, it evaluates the applicability of frost heave susceptibility criteria proposed in the United States to frost heave rates based on the JGS testing method.
- COLLAPSE
동상은 동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나로, 겨울철에 국내에서는 동상으로 인한 다양한 피해가 발생한다. 미국과 일본은 동토지역을 포함하고 있어 동상에 대한 연구가 활발히 이루어졌으며, 표준화된 실험법을 보유하고 있다. 특히, 일본 동상 실험법은 시료 준비와 실험 과정이 비교적 간단하다는 장점이 있다. 그러나 동상 실험 결과의 공학적 해석이 모호하며, 동상 민감성 판정 기준이 제시되지 않아 실제 활용에 문제가 있다. 본 논문에서는 모래-실트 혼합토를 대상으로 일본 동상 실험법에 따라 온도제어형 셀을 활용한 실내실험을 수행하고, 동상속도 산정 과정을 면밀히 분석하였다. 더불어, 일본 동상 실험법으로 산정된 동상속도가 미국에서 제시한 동상 민감성 판정 기준에 적용 가능한지 검토하였다.
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Experimental Evaluation on JGS Frost Susceptibility Testing Method
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Correlation Analysis of Empirical Frost Heave Prediction Models
경험적 동상 예측 모델 간의 상관관계 분석
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Jangguen Lee, Hyunwoo Jin, Zheng Gong
이장근, 진현우, 공정
- Frost heave is one of the significant engineering characteristics of frozen ground and causes severe damages on geo-structures. Although thermo-hydro coupled analyses …
동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나인 동상으로 인해 다양한 피해가 발생한다. 동상 거동을 예측하고자 열-수리 연계 해석이 개발되었으나, 입력변수가 과도하고 주로 점토성 …
- Frost heave is one of the significant engineering characteristics of frozen ground and causes severe damages on geo-structures. Although thermo-hydro coupled analyses have been developed to predict frost heave behavior, these analyses involve excessive input parameters and have primarily been validated for frost heave in clayey soils. Frost heave mainly occurs in silty soils, which have relatively higher permeability compared to clayey soils, necessitating careful attention. This study introduces empirical models and verifies their reliability for silty soils. By using the validated model, the correlation of key input parameters is derived, which is expected to enhance the applicability of thermal-mechanical analysis for geo-structures on frozen ground in the future.
- COLLAPSE
동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나인 동상으로 인해 다양한 피해가 발생한다. 동상 거동을 예측하고자 열-수리 연계 해석이 개발되었으나, 입력변수가 과도하고 주로 점토성 토양의 동상에 대한 신뢰성 평가만 수행되었다. 동상은 점토성 토양과 비교하여 상대적으로 투수계수가 높은 실트질 토양에서 주로 발생하고 있어 주의가 필요하다. 본 연구에서는 비교적 간단하게 동상 거동 예측이 가능한 경험적 모델을 소개하고 실트질 토양을 대상으로 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증이 완료된 모델을 이용하여 핵심 입력변수의 상관관계를 제시하였다. 본 연구에서 도출된 경험적 모델의 상관관계는 향후 동토지반을 대상으로 지반구조물의 열-역학 해석에 활용성이 높을 것으로 예상된다.
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Correlation Analysis of Empirical Frost Heave Prediction Models
Journal Informaiton
Journal of the Korean Geo-Environmental Society
Journal of the Korean Geo-Environmental Society
