Abstract
In this study, laboratory direct shear tests on 37 core specimens of gneiss were performed to examine the characteristics of shear behavior on fractures by using a portable direct shear box. The multi-stage shear testing method was used and normal stress applied to specimens ranges from 5.60 to $25.67kg/\textrm{cm}^2$. On the basis of test results, the empirical equations for the shear strength on fractures were suggested. The methanical parameters that can influence the shear behavior were derived and compared between each parameter. The values of shear stiffness have a trend showing rapid increase with the increase of normal stress and joint roughness coeffident, and the average value of secant shear stiffness for all specimens is about $110.68kg/\textrm{cm}^3$ under the range of normal stress applied in this test In addition, the relationship between the length of specimen and shear stiffness is inversely correlated due to the size effect. Therefore, even the specimens with the same joint roughness coeffident show the trend of decreasing shear stiffness in case of the specimens being the longer length.
본 연구에서는 절리면에서의 전단거동 특성을 규명하기 위해 총 37개의 편마암종 코아 시편들을 대상으로 Portable Direct Shear Box를 이용하여 실내 직접전단시험을 수행하였다. 시편들에 가해진 최대 수직응력의 범위는 $5.60~25.67kg/\textrm{cm}^2$이었으며, 전단하중을 점진적으로 가중시키는 다단계 전단시험법에 준하여 실험하였다. 이러한 방법에 의한 실험결과들을 분석하여 절리면의 전단강도에 관한 경험식들을 제시하였으며, 전단거동에 영향을 미치는 역학적 파라미터들을 도출하여 상호 비교 분석하였다. 절리조도계수에 따른 전단강성의 변화는 수직응력이 증가함에 따라 시편의 절리조도계수가 클수록 전단강성의 값도 급증하는 경향을 보이며, 본 실험에 적용한 최대 수직응력 하에서 구한 평균 할선 전단강성은 약 $110.68kg/\textrm{cm}^3$였다. 또한 수직응력이 증가함에 따라 시편의 깅이와 전단강성 사이에는 크기효과(size effect)에 의한 반비례 관계를 나타내어, 동일한 절리조도계수를 지닌 시편일지라도 길이가 긴 시편의 경우에 전단강성이 감소함을 알 수 있었다.
