Abstract
The quantitative analyses and the mechanical interpretation of discontinuity planes are the most important factor for the study of strength and deformation properties of rock masses containing discontinuity planes. However, the relationship between the factors investigated in the field and the actual mechanical properties of discontinuity planes is not fully understood. The main purpose of this study is to investigate the effects of density, length, and spacing of joints on elastic modulus of rock masses as these values vary. A new parameter which has a direct relation with the elastic modulus of discontinuity planes is also preposed in this study. The combination of finite element methods and homogenization methods has been used for the numerical analyses of a uintcell with discontinuity planes, which is generated using random-number generation methods. The elastic modulus of the discontinuity plane is found from the numerical analyses. The final results propose not only the relation between the investigation parameters of discontinuity planes and the elastic modulus of rock masses but also a new parameter, an effect area ratio having a linear relation with the elastic modulus of rock masses.
불연속성 암반의 강도특성이나 변형특성에 대한 해석중 가장 중요한 점은 불연속면의 정량적인 파악과 조사방법에 있다. 그러나, 실질적으로 불연속면의 조사 인자들이 암반의 역학적인 특성과의 관계에 대하여는 분명한 해답을 내릴 수 없는 단계에 있다. 본 연구에서는 첫째로 불연속면의 현장 조사 항목 중 절리밀도, 절리길이, 절리 간격을 변화시키면서 암반의 탄성계수와의 상호관계를 밝히고 둘째로, 불연속성 암반의 탄성계수에 직접적인 관계를 가지며 불연속성 암반의 탄성계수를 정리할 수 있는 새로운 인자를 제안하는 것이 목적이다. 해석방법으로는 불연속성 암반의 기본모델로써 난수발생법에 의하여 불연속면을 발생시킨 기본단위구조를 가정하고 이를 균질화법과 유한요소법을 이용한다. 이들 방법을 통한 수치해석으로 불연속성 암반의 탄성계수를 구한다. 그 결과 불연속면의 조사항목과 탄성계수와의 상호관계성 뿐만 아니라 불연속성 암반의 탄성계수와 선형적인 관계를 가지는 새로운 파라메타로써 영향면적률을 제안한다.
