A Model Study on Deformability of A Transversely Isotropic Rock

In the uniaxial compressive test of a single specimen of transversely isotropic rock, its 5 independent elastic constants can not be defined since maximum 4 independent strain measurements are available theoretically. In order to solve this problem, one equation proposed by Saint Venant in 19C and confirmed by Lekhnitskii through the test experiences has been used for long time. Accordign to authors' experiences, however, this equation turned out to give erroneous elastic constants in some cases. Three new equations are suggested and their compatibilities are discussed in this paper. As the results of the analyses of the models, Lekhnitskii's suggested equation is effective for the specimen with the high dip angle whereas it results in the large erred output for that with dip angle less than $25{\sim}30$. It was found that the effectivenesses of three suggested equations and their compatibilities are subject to the dip angle and not to the amounts of elastic constants. Guide map to the selection of the compatible one of those suggested equations is presented as a result of the study.

평면이방성 암석의 변형특성 모델연구

한 개의 평면이방성 시험편의 일축압축시험을 통하여 얻을 수 있는 변형률은 최대 4개이므로 5개의 독립적 탄성상수를 이론적으로 결정할 수 없다. 이런 문제를 해결하기 위하여 Saint Venant에 의하여 가정식이 제안되었는데 Lekhnitskii는 실험 경험을 통하여 이 식을 재확인하였다. 그러나 이 식은 열동력학적인 탄성상수를 얻기 어려우며, 실험에서 이의 적용에는 한계가 있음이 경험적으로 발견되었다. 이에 새로운 가정식을 제안하였으며, 설정된 평면이방성 암석의 모델에서 이러한 제안식들의 적합성을 검토하였다. 그 결과 Lekhnitskii의 제안식은 경사각이 큰 시험편에는 유효하지만 $25{\sim}30$도 이하에서는 참값과 큰 오차를 보이는 결과로 해석되어 적용의 한계성이 있음이 밝혀졌다. 3개의 제안식들은 유효성이 각각 다르게 나타나는데 적합성은 시험편의 경사각에 좌우되며 탄성상수의 크기에 거의 무관한 것으로 판명되었다. 시험편의 경사각에 따라 가정된 식을 선택해야하는 지침이 본 연구의 결과로 제공되었다.