Microcrack Development in the Pocheon Granite due to Cyclic Loading

피로하중에 의한 포천화강암의 미세균열 발달특성

Deformation behavior and microcrack development due to uniaxial compressive cyclic loading in the Pocheon granite were investigated using the ultrasonic velocity measurements and the differential strain analysis(DSA). Most microcracks were developed along the direction parallel to the loading axis. Microcracks developed at the early stage of cyclic loading were formed by propagation of pre-existing cracks. Ultrasonic velocity measurement, DSA and measurement of permanent deformation are good tools to represent microcrack development in rock. Since results from each method are slightly different, microcrack development should be interpreted from all three methods. The magnitude of microcracks developed at the early stage of cyclic loading under 80% loading level is twice compared with those under 70% loading level. The highest volumetric crack strain is about 3000, indicating that the Pocheon granite will fail with 0.3% occupation of microcrack in volume.

포천 화강암에 피로하중을 가할 때 암석의 변형 거동과 피로하중에 의해서 생성되는 미세균열의 발달특성을 초음파 속도측정 및 차분변형율 분석을 통하여 연구하였다. 미세균열은 피로하중이 가해지는 방향과 평행하게 생성되며, 피로하중이 가해지는 초기에는 기존의 미세균열이 전파되면서 생성된다. 새로운 미세균열은 피로파괴횟수의 약 1/8-l/6 이상의 지난 후 생성되기 시작한다. 초음파 속도 측정, 차분변형율 분석 및 영구변형 측정은 암석내의 미세균열 발달을 잘 지시한다. 그러나 각 방법에 의하여 규명된 미세균열의 발달상태는 약간의 차이를 보여, 미세균열의 발달을 정량적으로 규명하기 위해서는 각 방법에 의하여 측정된 결과를 종합하여 해석하여야 할 것으로 판단된다. 80% 피로하중 수준에서 초기에 발달하는 미세균열은 70% 하중수준에 비하여 2배 정도로 높아서 하중수준이 커질수록 초기에 발달하는 미세균열의 량은 많아질것으로 판단된다. 그러나 파괴 직전의 시료에 발달한 미세균열의 량은 암석 부피의 약 0.3% 정도로, 포천화강암의 경우 부피의 0.3% 정도의 미세균열이 발달하면 암석이 파괴에 도달하는 것으로 판단된다.