Tunnel and Underground Space (터널과지하공간)

Korean Society for Rock Mechanics and Rock Engineering (한국암반공학회)
권호 표지

A Experimental Study for the Mechanical Behavior of Rock Joints under Cyclic Shear Loading

주기전단 하중하의 암석 절리의 역학적 거동에 관한 실험적 연구

  • 이희석 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부) ;
  • 박연준 (수원대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 유광호 (수원대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 이희근 (서울대학교 공과대학 지구환경시스템공학부)
  • Published : 1999.12.01
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Abstract

The precision cyclic shear test system was established to investigate the mechanical characteristics of rough rock joints under cyclic loading conditions. Laboratory cyclic shear tests were conducted for saw-cut joints and artificial rough rock joints using Hwangdeung granite and Yeosan marble. Surface roughness and aperture characteristics of specimens were examined by measuring surface topography using the laser profilometer. Peak shear strength, phase difference during loading and unloading, and anisotropic shear behavior were investigated throughout the cyclic shear test results. These features and their subsequent variations in each loading cycle are significantly dependent upon the second order asperities and the strength of intact rock. It was observed that degradation of asperities for rough rock joints under cyclic shear loading followed the exponential degradation laws of asperity angle and that the mechanism for asperity degradation would be different depending upon the normal stress level, roughness of joint surface and the loading stage.

주기전단하중 하의 암석 절리에 대한 역학적 거동을 규명하기 위해 정밀 주기전단시험 장치를 설계·제작하였다. 실험실에서 황등화강암과 여산대리석 인공 절리 시료로 펑면절리와 거친 절리에 대해 일련의 주기전단시험을 실시하였다. 시료에 대한 레이저 변위계를 이용한 3차원 거칠기 측정을통해 절리의 거칠기 특성을규명하였다. 주기전단시험 결과를 통해 주기전단 과정의 단계별 거동 특성과하중과제하시의 거동 차이, 전단거동의 이방성 등을고찰하였다. 거친 절리면의 역학적 거동 특성은 주로 2차 거칠기의 영향과 암석 재료의 높은 강도에 영향을 받았다. 주기전단시 거친 절리에 대한 돌출부 손상이 지수적인 거칢각 손상 법칙을 따름을 실험적으로 검증하였으며, 수직응력파 거칠기 종류, 하중 단계에 따라 돌출부들의 손상 기구가 다름을 확인하였다.

Keywords

References

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