Analysis of the Mechanical Properties and Slake Durability of Fresh to Weathered Cretaceous Shale

We performed laboratory measurements of the mechanical properties and slake durability of Cretaceous shale from the Hwasun area, Korea, including highly weathered and fresh samples, yielding ranges of specific gravity of 2.14-2.88, dry density of 1.86-2.83(g/$cm^3$), water content of 0.12-6.36 (%), porosity of 1.33-20.49 (%), and absorption ratio of 0.51-8.5 (%). The absorption ratio shows a strong linear relation with porosity, expressed as Ab = 0.44P-0.09 (Ab: absorption ratio, P: porosity). Values of the slake durability index ($Id_2$) and point load intensity index ($Is_{(50)}$) of highly weathered to fresh shale are 90.07-99.33 (%) and 10.8-90.2(kg/$cm^2$), respectively. $Id_2$ is linearly related to $Is_{(50)}$, expressed as $Is(50)=1E-07e^{0.2033Id_2}$(kg/$cm^2$)($r^2=0.69$). This equation is a useful tool for estimating the $Id_2$ value for shale in the Hwasun area.

풍화에 따른 백악기 셰일의 물성 및 슬레이크 내구성에 관한 연구

본 연구에서는 전라남도 화순군 일대에 분포하는 중생대 백악기 셰일을 대상으로 실내 시험을 통하여 풍화정도에 따른 물리적 특성과 슬레이크 내구성 특성을 파악하였다. 심한풍화 상태에서 신선한 상태의 셰일의 비중은 2.14~2.88, 건조밀도는 1.86~2.83(g/$cm^3$), 함수율은 0.12~6.36(%), 공극률은 1.33~20.49(%) 그리고 흡수율은 0.51~8.52(%)의 범위를 갖는다. 물리적 특성 중에서 공극률과 흡수율은 Ab = 0.44P-0.09(Ab: 흡수율, P: 공극률)의 관계식으로 표현되며, 결정계수($r^2$)는 0.99로 상관성이 양호한 편이다. 심한풍화 상태에서 신선한 상태의 풍화정도에 따른 셰일의 슬레이크 내구성 지수($Id_2$)는 90.07~99.33(%)의 범위를 갖으며. 또한 점하중강도 지수($Is_{(50)}$)는 10.8~90.2(kg/$cm^2$)의 범위를 갖는다. 점하중강도 지수와 슬레이크 내구성 지수와의 관계에서는 점하중강도 지수가 클수록 슬레이크 내구성은 강한 것으로 나타났으며, 이들의 상관 관계식은 $Is_{(50)}=1E-07e^{0.2033Id_2}$(kg/$cm^2$) ($r^2=0.69$)로 표현 된다.