• 터널과지하공간
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• 제20권2호
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• pp.119-124
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• 2010

암석의 인장강도에 미치는 변형률 속도 및 수분포화의 영향을 파악하기 위하여 건조상태 및 포화상태 3종류의 암석에 대해서 여러 가지 변형률 속도에서의 홉킨슨효과를 이용한 인장파괴실험을 실시하였다. 실험결과 건조상태뿐만 아니라 포화상태에서도 변형률 속도가 증가할수록 암석의 인장강도는 증가하였다. 특히, 건조 상태에 있어서 암석의 동적인장강도는 암석의 종류와는 상관없이 변형률 속도의 약 1/3승에 비례하는 경향을 나타내었다. 또한, 수분포화의 영향으로 공극률이 높은 사암과 응회암은 건조상태와 비교하여 인장강도가 감소하였으나, 공극률이 0.49%로 낮은 화강암은 건조상태와 포화상태와의 사이에 유의한 차이는 없었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.391-399
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• 2020

Brittleness is one of the most important properties of rock which has a major impact not only on the failure process of intact rock but also on the response of rock mass to tunneling and mining projects. Due to the lack of a universally accepted definition of rock brittleness, a wide range of methods, including direct and indirect methods, have been developed for its measurement. Measuring rock brittleness by direct methods requires special equipment which may lead to financial inconveniences and is usually unavailable in most of rock mechanic laboratories. Accordingly, this study aimed to develop a new strength-based index for predicting rock brittleness based on the obtained base form. To this end, an innovative algorithm was developed in Matlab environment. The utilized algorithm finds the optimal index based on the open access dataset including the results of punch penetration test (PPT), uniaxial compressive and Brazilian tensile strength. Validation of proposed index was checked by the coefficient of determination (R²), the root mean square error (RMSE), and also the variance for account (VAF). The results indicated that among the different brittleness indices, the suggested equation is the most accurate one, since it has the optimal R², RMSE and VAF as 0.912, 3.47 and 89.8%, respectively. It could finally be concluded that, using the proposed brittleness index, rock brittleness can be reliably predicted with a high level of accuracy.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.180-186
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• 2003

동적 인장강도를 평가하기 위해 수치해석기법을 이용하여 홉킨슨효과를 가정한 동적 인장시험의 암석 파쇄 과정을 해석하였다. 동적 인장 파쇄 과정과 정적 인장 파쇄 과정에 명확한 차이가 있음을 밝혔으며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위는 응력집중현상과 응력재분배에 의해 발생된다는 것을 지적하였다. 그러나 정적파쇄와 동적파쇄 과정에 큰 차이가 있음에도 불구하고 정적 인장강도와 동적 인장강도는 미시적 인장강도의 균질성 계수가 증가함에 따라 미시적 인장강도의 평균치에 근접하였다. 본 연구로부터 암석의 불균질성은 동적 인장강도에 영향을 미치는 요인이며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위를 발생시키는 중요한 요인임을 지적하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.460-470
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• 2011

자연환경하에 있는 암석의 풍화특성과 풍화된 암석의 강도평가를 위하여 다양한 크기의 아소 가족묘비석을 대상으로 탄성파 속도를 측정하였다. 그 결과 크기가 다른 시료를 동일한 크기로 환산하여 탄성파 속도를 평가하는 크기 보정법과 새로운 암석 풍화지표로서 NET(Normalized Elapsed Time)를 제안하였다. 또한 NET을 이용한 암석 풍화 분류로부터 풍화암석에 대한 강도를 추정하였다. 용결응회암의 경우 탄성파 속도는 높고 속도저하는 거의 나타나지 않았지만, 안산암의 경우 탄성파 속도는 낮고 속도저하 현상이 관찰되었다. $V_p/V_o$-NET 곡선에 근거한 NET를 이용할 경우 크기가 다른 다양한 암석에 대해 같은 크기로 풍화정도를 비교할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 $S_c/S_o$-NET 곡선에 의한 NET을 이용하여 암석의 풍화단계 분류가 가능하였으며, 이것으로부터 풍화 암석에 대한 강도추정도 가능하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권6호
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• pp.627-643
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• 2022

Water-rock interactions have a significant influence on the mechanical behavior of rocks. In this study, uniaxial compression and tension tests on different water-treated sandstone samples were conducted. Acoustic emission (AE) monitoring and micro-pore structure detection were carried out. Water-rock interactions and their effects on rock mechanical behavior were discussed. The results indicate that water content significantly weakens rock mechanical strength. The sensitivity of the mechanical parameters to water treatment, from high to low, are Poisson ratio (𝜇), uniaxial tensile strength (UTS), uniaxial compressive strength (UCS), elastic modulus (E), and peak strain (𝜀). After water treatment, AE activities and the shear crack percentage are reduced, the angles between macro fractures and loading direction are minimized, the dynamic phenomenon during loading is weakened, and the failure mode changes from a mixed tensile-shear type to a tensile one. Due to the softening, lubrication, and water wedge effects in water-rock interactions, water content increases pore size, promotes crack development, and weakens micro-pore structures. Further damage of rocks in fractured and caved zones due to the water-rock interactions leads to an extra load on the adjoining coal and rock masses, which will increase the risk of dynamic disasters.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권3호
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• pp.229-237
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• 2019

본 논문은 암반용 압축강도테스트 해머를 이용하여 초고강도 콘크리트 모의부재 압축강도 실험을 통한 강도추정에 대해서 검토하고자 하였다. 실험결과에 따르면, 본 실험 데이터값을 토대로 기존에 주로 사용되던 강도 추정식을 적용할 경우 각 식마다 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 압축강도 30MPa 이상으로 갈수록 실측 데이터를 과소평가하고 있는 것으로 나타났으며, 모든 강도 영역에서 실측치의 분포범위를 크게 벗어나고 있는 것으로 나타났다. W/B 종류별 타격방향 및 굵은 골재 유무와 상관없이 암반용 테스트 해머가 N형 슈미트 해머보다 높은 상관관계를 나타내었으며, 모르타르가 콘크리트보다 좀 더 높은 상관관계를 나타내었다. 그리고 굵은 골재 유 무에 따른 모의부재 반발도 측정결과 모르타르(2.26%/1.36)의 변동계수와 표준편차가 콘크리트(4.06%/2.5)보다 낮게 나타났으며, 굵은 골재의 치수가 작을수록 변동계수가 작아져 보다 정확한 값을 나타내는 것을 알 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제1권
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• pp.32-38
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• 1991

9 nuclear power plants are presently in operation in Korea. They produce radioactive waste of which the most long-lived radioactive elements need to be safely stored for hundreds of thousands of years, isolated from humanity and the environment. The safe disposal of high level radioactive waste in mined cavities requires knowledge of the mechanical. thermal and fluid flow characteristics of rock as perturbed by a thermal pulse The literature review was performed to assemble data on the following properties: modulus tensile strength compressive strength thermal expansion specific heat, thermal conductivity thermal diffusivity and permeability.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.225-231
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• 2018

In this paper, in order to explain the splitting of cylindrical rock specimen under uniaxial loading, cracks in cylindrical rock specimen are divided into two kinds, the longitudinal crack and the slanting crack. Mechanical behavior of the rock is described by elastic-brittle-plastic model and splitting is assumed to suddenly occur when the uniaxial compressive strength is reached. Expression of the stresses induced by the longitudinal crack in direction perpendicular to the major axis of the crack is deduced by using the Maxwell model. Results show that the induced stress is tensile and can be greater than the tensile strength even before the uniaxial compressive strength is reached. By using the Inglis's formula and simplifying the cracks as slender ellipse, the above conclusions that drawn by using the Maxwell model are confirmed. Compared to shearing fracture, energy consumption of splitting seems to be less, and splitting is most likely to occur when the uniaxial loading is great and quick. Besides, explaining the rock core disking occurred under the fast axial unloading by using the Maxwell model may be helpful for understanding that rock core disking is fundamentally a tensile failure phenomenon.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권4호
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• pp.469-477
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• 2019

The understanding of tool-rock interaction mechanism is of high essence for improving the rock breaking efficiency and optimizing the drilling parameters in mechanical rock breaking. In this study, the tool-rock interaction models of indentation and cutting are carried out by employing the discrete element method (DEM) to examine the rock failure modes of various brittleness rocks and critical indentation and cutting depths of the ductile to brittle failure mode transition. The results show that the cluster size and inter-cluster to intra-cluster bond strength ratio are the key factors which influence the UCS magnitude and the UCS to BTS ratio. The UCS to BTS strength ratio can be increased to a more realistic value using clustered rock model so that the characteristics of real rocks can be better represented. The critical indentation and cutting depth decrease with the brittleness of rock increases and the decreasing rate reduces dramatically against the brittleness value. This effort may lead to a better understanding of rock breaking mechanisms in mechanical excavation, and may contribute to the improvement in the design of rock excavation machines and the related parameters determination.

• 한국건축시공학회지
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• 제15권6호
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• pp.545-551
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• 2015

본 연구에서는 국내의 석회암 광산에서 시멘트 제조를 위해 채굴되는 석회석을 시멘트 제조용으로 사용하지 못하는 저품위 석회암 폐석을 분쇄 및 체가름 등의 골재 생산설비를 통하여 제조한 석회암 굵은 골재를 고강도 콘크리트용 골재로의 활용성을 검토한 것이다. 즉, 석회암 굵은 골재를 사용한 고강도 콘크리트의 유동성, 공기량, 압축강도 등의 시공 특성을 화강암 굵은 골재에 대한 치환율로 변화시켜 그 성능을 검토하였다. 실험결과 굳지 않은 콘크리트 및 경화 콘크리트에서의 시공특성은 화강암 골재를 사용한 고강도 콘크리트와 동등 이상의 양호한 시공품질이 확보되는 것을 확인할 수 있었다.