Rock Anchors Subjected to Static Uplift Loads ; Shear Stress Distribution of Tendon-Grout Interface

정적 인발하중을 받는 암반 앵커의 거동;텐던-그라우트 경계면의 전단응력 분포

In this study, the load transfer mechanism of tendon-grout interface of rock anchors has been examined through a series of static pull-out tests conducted on the model rock anchors constructed in the natural and artificial rock masses of granite and concrete, respectively. Several rock masses with horizontal discontinuities have been prepared to study the effects of weak planes on the shear stress distribution in tendon-grout interface. As a result, for the rock anchors constructed in the rock mass without discontinuities, stress concentration occurs on the upper part of the tendon-grout interface. On the contrary, as the frequency or the number of discontinuities increases, the shear stress distribution along the depth tends to be uniform. Also, an experimental equation about shear stress distribution between tendon-grout interface can be made by the regression of test results. The shear stresses computed from the experimental results between the rock surface and the depth of 2~3 times the tendon diameter are smaller than those from theory. Below the depth, the reverse can be observed.

본 연구에서는 암반 앵커의 텐던-그라우트 경계면의 하중전달기구(load transfer mechanism)를 규명하기 위하여 암질이 강한 자연 화강암과 콘크리트로 제작된 모형 암반에 시공된 모형 암반 앵커에 대한 정적 인발험(static uplift test)을 수행하였다. 불연속면이 텐던-그라우트의 전단응력 분포에 미치는 영향을 밝히기 위하여 수평한 절리면을 갖고 있는 모형암반도 제작되었다. 실험 결과 불연속면이 없는 암반에 시공된 암반 앵커의 경우 앵커 상단에 심한 응력 집중이 발생함을 알 수 있었고 불연속면이 증가할수록 깊이에 따라 균일한 전단응력 분포를 나타냈다. 또한, 실험결과에 대한 회귀분석을 통하여 텐던-그라우트 경계면의 전단응력 분포에 관한 경험식을 산정하였으며, 실험에 의한 전단응력 분포는 텐던 직경의 2~3배 깊이에서는 이론에 의한 전단응력 분포 보다 작게 나타나고 그 이하에서는 반대 현상을 관찰할 수 있었다.