열팽창을 이용한 암반 균열유도에 대한 연구

초록

시민들은 과거에 비해 더 빠른 교통수단을 원한다. 철도는 고속화를 위해 노선 직선화가 필수적이며 이는 터널 인프라의 확충과 연관된다. 하지만 터널 굴착 시 재래식 공법은 발파,진동의 위험성, 자동화 굴착은 높은 장비 비용이 문제가 된다. 이에 본 연구는 암반지반에서 진동을 일으키지 않으며 빠르게 터널을 굴착하는 방법으로 가능한 열 파괴 굴착공법의 기초연구를 실시하였다. 시료로 쓰인 포천 화강암에 열원으로 쓰인 마이크로파를 조사하게 되면 10분 내에 온도가 평균적으로 250℃ 이상 상승한다. 초음파 센서를 이용한 평가 결과 암석강도는 약 30Mpa 정도 저하된다. 하지만 자체 물질의 열팽창을 이용해 파괴를 일으키기에는 한계가 있다. 이에 마이크로파에 반응성이 크고, 열팽창계수가 큰 자철석을 이용하여 균열을 빠르게 발생시키는 연구를 수행하였다. 자철석이 800℃ 이상의 상태를 10분 안에 발현하여 암석이 빠르게 파괴되는 것을 본 연구를 통해 확인 하였다.