• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권4호
• /
• pp.5-16
• /
• 1998

대구지역의 제반은 주로 쇄설성 퇴적암인 혈암으로 구성되어 있다. 이 혈암은 비균질, 비등방성 암석으로 각종 물성치와 역학적 특성이 층리면의 각도($\beta$값)에 따라 매우 다르다. 본 연구에서는 대구지역의 혈암에 대하여 각종 물성, 역학특성 시험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 비중값은 $\beta$값이 커질수록 감소하지만 간극률, 흡수율은 이와 반대로 증가 하였다. 탄성파 속도는 ($\beta$값이 $90^{\circ}$ 일때가 가장 끈 간을 보이고 탄성계수는$\beta$같이 $30^{\circ}$에서 최대치를 나타내었다. 그리고 강도혹성과 강도정수인 점착력과 마찰각은 모두 $\beta$값이 $60^{\circ}$에서 가장 작은 값을 나타내었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.109-118
• /
• 2001

대구지역은 광범위한 층리가 균일한 형태로 발견되는 지역으로 역학적인 이방성을 나타내고 있다. 이러한 이방성을 가진 지반은 지하 구조물의 거동이 등방과 다른 양상을 보이므로 이방성해석이 수행되어야 한다. 이에 본 연구에서 대구지역 셰일에 대해 암판정상 경암과 보통암에 대해 동일한 시료에서 등방과 이방상태의 탄성정수를 층리각도($\beta$)별로 산출하였고 이것을 바탕으로 하여 유한 요소법을 사용한 이방성 해석을 수행하였다. 해석결과 이방상태의 응력과 변위의 결과는 등방과 다름을 알 수 있었다. 변위는 층리각에 따라 등방에 비해 지표면에서 약 3배까지 증가하며, 록볼트는 최대 2.04배, 숏크리트는 2.93배 증가하게 나타난다. 또한, 측압계수(K$_{0}$)가 이방성 암반과 터널구조물에 미치는 영향을 알 수 있었다. 따라서, 본 지역과 같은 층리가 존재하는 지반의 구조물 건설에서 이방성해석이 필수적임을 알 수 있다.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권3호
• /
• pp.194-201
• /
• 2008

횡등방성 암석의 인장강도 특성 해석을 위하여 새로운 이방성 인장파괴함수를 제안하였다. 제안된 함수에서 인장강도는 연약면과 수직한 방향에서 최소가 되며 연약면과 평행한 방향쪽으로 지수함수적으로 증가하면서 최대값에 수렴된다. 제안된 이방성 인장파괴함수는 실험적으로 측정이 가능한 3개의 강도정수로 정의된다. 제안된 함수를 임계면법에 적용하여 연약면의 방향성에 따른 횡등방성 암석의 인장강도 및 파괴면의 방향을 탐색할 수 있는 수치해석적 기법을 제시하였다. 문헌에 보고된 횡등방성 암석의 직접인장시험 결과를 모사함으로써 제안된 방법의 적합성을 검토하였다. 수치해석결과와 직접인장시험 결과는 전반적으로 유사한 결과를 보여주었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1997년도 Lecture Notes by Two Distinguished Scholars
• /
• pp.1.2-22
• /
• 1997

Anisotropic behaviour in soils and soft rocks may be either fabric of stress related ultra in practice is invariably a combination of both. Theoretical studies in the paper include tile iMluence oil untrained strength of assuming both the critical state and Mo21r-Coulomb concepts to hold, and the influence of elastic anisotropy oil predicted undrained effective stress paths. The predictions stemming from these theoretical concepts are examined in the light of evidence from triaxial compression and extension tests oil laboratory prepared, compacted and natural clays and from triaxial compression tests on clay shales. The experimental studies also show the Buence of sample orientation on untrained snear strength, as wen as the iIBluence of anisotropy old the effective stress angle cishearing resistance and of stress patn on measured stiffness.

• 지질공학
• /
• 제8권2호
• /
• pp.153-161
• /
• 1998

경상계 퇴적암은 층리가 잘 발달하고 있어 강도 및 변위 특성은 이방성을 띄기 때문에 터널 등 지반 특성과 밀접하게 관계되는 건설공사 시에 지반의 이방성 특성을 고려한 설계가 필요하다. 경상계 퇴적암을 기반암으로 하여 건설 중인 대구 지하철 2호선은 운영 중에 지하철 노선 상부에 건설되는 것으로 계획된 동서고가도로의 하중을 추가로 받게 된다. 교각 기초에 작용하는 76.2 MN의 고가도로 하중이 하부의 지하철 터널에 미치는 영향을 수치해석으로 검토하였다. 검토결과 지하철 터널 주변 지반은 추가 하중으로 인하여 5∼6 MPa의 응력을 받게되며 콘크리트 라이닝은 8∼10mm의 추가 변위를 받게되어 라이닝의 손상 가능성이 큰 것으로 나타났다. 따라서, 지하철 운영시의 안전을 위하여 고가도로 교각 기초 부근의 터널은 지하철 공사 시에 적절히 보강되어야 할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제16권4호
• /
• pp.313-325
• /
• 2006

본 연구에서는 이방성 암반의 방향성 및 측압조건이 터널 변형거동에 미치는 영향을 조사하기 위하여 서로 다른 15가지 이방성 터널 모형에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 모래 석고 물의 중량비를 달리한 모형재료에 대한 물성 실험을 통하여 모형재료의 특성을 연구하였다. 대부분의 이방성 터널 모형은 응력이 집중되는 곳에서 전단파괴 현상을 보였으며 절리면을 따라 미끄러짐이 발생하여 절리면의 경사 방향이 터널 변형거동에 큰 영향을 미친 것으로 나타났다. 절리 경사가 $30^{\circ}$보다 작은 모형에서는 반팽창현상이 두드러지게 나타났으며 절리경사가 $50^{\circ}$인 모형은 측압조건에 관계없이 수직 및 수평 내공변위가 가장 작게 나타나 실험된 모형중에서 가장 안정적인 모형으로 판단된다. 또한 모형터널의 파괴 및 변형양상은 측압계수 조건에 따라 매우 상이하게 나타났다.

• 터널과지하공간
• /
• 제33권3호
• /
• pp.150-168
• /
• 2023

암석의 이방성 거동은 조암광물들의 방향성 배열과 미세균열의 분포 특성이 주된 원인이다. 특히, 퇴적암과 변성암은 횡등방성 강도 및 변형 특성을 또렷이 나타내는 경우가 많다. 그러므로 암석역학적 설계과정에서는 횡등방성 암석의 변형 및 파괴 특성을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 횡등방성 암석의 변형은 실내시험을 통해 측정할 수 있는 5개의 독립된 탄성정수를 이용하여 기술된다. 이 연구에서는 문헌에 보고된 실험자료를 이용하여 횡등방성 암석의 겉보기 탄성정수의 방향성 변화 특성을 분석하였다. 임의 방향으로 회전된 직각좌표계에서 겉보기 탄성정수 값을 효율적이고 체계적으로 계산하기 위해 Mehrabadi & Cowin의 구성방정식을 도입하였다. 문헌에 보고된 4개 횡등방성 암석을 선택하여 연약면의 방향 변화가 겉보기 탄성계수, 겉보기 전단 탄성계수, 겉보기 포아송비의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 새로운 탄성정수 제약 조건식을 제안하였다. 제안한 제약 조건식을 만족하면 횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화는 직관적으로 예측되는 경향과 일치하게 된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제12권4호
• /
• pp.237-247
• /
• 2002

암반의 이방성이 초기응력 측정결과에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 현지암반의 응력 상태를 실험실에서 이축상태로 재현하여 초기응력 측정을 실시하였다. 이축가압장치는 플랫잭(flat jack)을 이용하여 제작하였으며, 등방성과 이방성 암석, 모르타르 및 인공이방성 암석 등 4 종류의 시료에 대하여 총 18회의 초기응력 측정을 실시하였다. 초기응력 측정 결과 이방성을 고려한 경우가 고려하지 않은 경우에 비해 최고 34%의 차이가 발생함으로써 이방성을 고려한 초기응력 측정이 필요함을 확인하였다. 또한 3차원 유한차분해석 프로그램인 FLAC 3D를 이용하여 오버코어링에 따른 응력개방곡선의 적합성에 대한 분석을 실시하여 실험실 모형실험의 결과가 수치해석에 의한 결과와 유사함을 확인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제11권1호
• /
• pp.72-78
• /
• 2001

평면 이방성 암석의 시추 코아를 이용하여 일회의 단축압축시험만으로 이방성 탄성계수를 구하는 방법이 김호영에 의하여 제시되었으나 실험을 통하여 검정한 결과, 한 방향의 포아송비 v$_2$만을 사용하여 탄성계수를 구하는 방법에 문제가 있음이 발견되었다. 본 연구에서는 두 가지의 포아송비, v$_{12}$와 v$_{21}$을 사용하여 이방성 탄성계수를 계산하는 식을 유도하였고, 이방성의 각이 30$^{\circ}$와 65$^{\circ}$인 2개의 시편에 대하여 이방성 탄성계수를 측정하였다. 이방성 탄성계수는 이방성의 각에 따라 다른 식을 사용하여야 되며, 이방성 각이 45$^{\circ}$이하인 경우 v$_{21}$을, 이방성 각이 45$^{\circ}$이상인 경우에는 v$_{12}$를 이용하여 탄성계수를 계산하여야 할 것으로 사료된다.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제15권5호
• /
• pp.97-103
• /
• 2006

A meso-scale analysis method using the natural element method, which is a kind of meshless method, is proposed for the analysis of material damage of brittle microcracking solids such as ceramic materials, concrete and rocks. The microcracking is assumed to occur along Voronoi edges in the Voronoi diagram generated using the nodal points as the generators. The mechanical effect of microcracks is considered by controlling the material constants in the neighborhood of the microcracks. The macro elastic moduli of anisotropic as well as isotropic solids containing a number of randomly distributed microcracks are calculated in order to demonstrate the validity of the proposed method.