Abstract
Roughness, aperture and filling material of rock joint are widely considered to affect the hydraulic characteristics of joint. Among these factors, in this study, the joint roughness was examined with artificial joint profiles generated by Monte Carlo simulating on the original profiles suggested by Barton and Choubey(1977). Original profiles and revised profiles were combined to establish flow channel models, in which the hydraulic characteristics were analyzed numerically on the basis of minimum aperture changes and flow channel shapes. Maximum flow rate was identified at the growing point of flow area after passing through minimum aperture generated by the two profiles, and it was resulted that maximum flow rate is inversely proportional to minimum aperture. Maximum flow rate per unit area showed different values because flow channel shapes and minimum aperture locations are different in each model. In flow channel, mechanical aperture showed approximately 1.07 ~ 3.00 times larger than hydraulic aperture. In this study, mechanical and hydraulic aperture were concluded to be closely related to $A_i$ value, and their relations can be denoted by $e_m=0.519A^{0.7169_i}$ and $e_h=0.6182A^{0.239}_i$, respectively.
절리면의 수리특성에 영향을 미치는 요소는 절리면의 거칠기, 절리면의 틈새, 충진물 등이 있다. 본 연구에서는 절리면의 거칠기에 따른 수리특성을 분석하고자 Barton and Choubey(1977)가 제안한 표준 프로파일을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 통해 인공 프로파일을 생성시켰다. 표준 프로파일과 인공 프로파일을 조합하여 유동채널 모델을 제작하였으며, 최소 간극의 변화와 유동채널의 형상에 따른 수리특성을 수치해석적으로 분석하였다. 두 프로파일이 이루는 최소 간극지점을 통과한 이후 유동면적이 증가하는 지점에서 최대 유동률을 나타냈으며, 최소 간극이 증가할수록 최대 유동률은 감소하였다. 또한 유동채널의 형상과 유동채널내의 최소 간극 지점의 위치가 모델마다 상이하기 때문에 단위면적당 최대 유동률은 모델마다 다른 값을 나타내고 있었다. 유동채널 내의 역학적 간극과 수리적 간극은 1.07 ~ 3.00 배 정도의 차이를 나타내고 있으며, 본 수리해석에서 분석된 $A_i$ 값과 역학적 간극은 $e_m=0.519A^{0.7169_i}$의 관계를 나타내고, 수리적 간극은 $e_h=0.6182A^{0.239}_i$의 관계를 나타는 것으로 분석되었다.
