본 연구에서는 유효응력 개념에 기초를 둔 응력-변형을 관계식을 이용하여 비배수 지하굴착 거등을 모댈하기 위한 수치해석적 방법이 개발된다. 비배수 조건 시 적용되는 체적불변형 조건은 조건방정식(Penalty formulation)의 혁태로 공극수압 변수를 이용하여 주어지며 결과되는 유한요소 방정식에 상닻히 른 물외 체적변형 개수를 부여함으로서 이루어진다. 이러한 형태와 조건식은 지하굴착 과정에서 발생되는 비배수 공극수압의 계산을 가능케 한다. 체적불변형 조건 부여 시 발생되는 mesh locking은 그 결과에 상당한 영향을 미치므로 이러한 mesh locking 문제는 T-방법에 근거를 둔 salective 적분방법월 적용함으로서 해결될 수 있다. 또한 흙의 거등을 모델하기 위하여 사용 된 Cam-Clay모텔과 Drucker-prager모텔에 새로운 implicit 웅력적분 방법을 적용함으로서 효율적인 방법으로 비선형거동을 해석할 수 있다. 개발된 지하 굴착 해석방법의 적용성을 검증하기 위하여 실재 현장에서 측정된 지하굴착 거동을 예제로 이용하였다.

花崗巖 Beam 試料에 대하여 4-Point Bending 試驗이 진행되는 동안 試料 破壤에 隋伴된 AE 信號를 Calibrated PZT Transducer와 6-Channel Recording System으로 기록하여 分析함으로서 微細 龜裂源의 特性과 機構를 糾明하였다. 微細 龜裂의 體積은 수 um3에서 150.000um3의 넓은 범위를 보였으며, 引張形 龜裂이 斷形에 비하여 大體的으로 큰 것으로 밝혀 졌다. 龜裂源에서의 强度는 Mode I 荷重 下에서 기록된 것이 Mixed Mode 試驗에서 얻어진 것보다 그 平均値가 약 3배 정도 크게 나타났으나, 전체 AE 數에 있어어는 反對로 Mixed Mode 試驗에서 기록된 것의 약 25% 밖에 되지 않아서 같은 크기의 破壤面을 形成하는데 必要한 에너지 要求量이 일정함을 暗示하였다. 미세 龜裂面의 方位는 垂直 및 水平에 近接한 傾斜를 가지며 走向은 최종 試料의 破壤面과 일치할 뿐만 아니라 龜裂源이 시료 破壤面에 집중되게 分布하여서 微細 龜裂이 試料龜裂을 야기시키는 原因임을 알 수 있었다. 또한, Mode I 荷重 下에서는 引張形의 微細龜裂이 압도적으로 優勢하였고, Mixed Mode 荷重 下에서는 引張과 斷形의 微細龜裂이 약 3,6:1 比率로 分布하여서 荷重 條件이 微細 龜裂의 機構와 密接한 關係가 있음을 알 수 있었다.

This paper describes procedures and the results of mineralogical, fabric and pore sixte analyses perforied on four shales to understand time-dependent deforiation behav iour of swell ins shales better. Mineralogical compositions of theme shales are eBtablished froi the results of X-ray diffraction snalysis and chemical analyses. The importance of the fabric in the understanding of swelling behaviour of shales is demonstrated using Scanning Electron Microscope (SRI). The change in pore sixte distribution during the process of swelling is investigated by measuring pore size distribution before and after free swell test. The results Of the Present study imply that the swelling of Shales studied is not attributed to minerals like pyritei anhydrite or swelling clay minerals. The anisotropic swelling behaviour of shales studied ray be explained by fabrics of theme shales and the difference in them. The swelling of theme shales is found to be accoipanied by increase in the volute of pores.