• 제목/요약/키워드: Point load strength

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서울화강암의 암석강도 측정치의 비교 평가 연구 (A Study on Comparison and Evaluation of various Strength in Seoul Granite)

  • 윤지선;김두영;정흥모
    • 터널과지하공간
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    • 제5권2호
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    • pp.144-154
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    • 1995
  • In this paper, we make a study on comparison and evaluation of the seoul granite properties, which are unit weight, uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength and, point load strength. The typical result are as follow- 1. From the measured value of point load strength anisotropy index, the seoul granite is considered to be homogeneous. 2. There is a linear relationship between uniaxial compressive strength and size corrected point load strength index. 3. Brazilian tensile strength and size corrected point load strength index are closely tied together.

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암석의 종류와 방향에 따른 물리적 특성과 상호관계 (Characteristics of Physical Properties of Rocks and Their Mutual Relations)

  • 원연호;강추원;김종인;박현식
    • 터널과지하공간
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    • 제14권4호
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    • pp.261-268
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    • 2004
  • The main objectives of this study are to investigate the anisotropic characteristics of rocks and to evaluate the relationships between physical properties. A series of experiments were performed in three mutually perpendicular directions for three rock types, which are granite, granitic gneiss and limestone. The relationships of measured physical properties were evaluated. The results of ultrasonic wave velocity measurement show that granite of three rock types gives the largest directional difference, and that the wave velocity in a plane parallel to a transversely isotropic one is dominantly faster than that in a subvertical or vertical plane. It implies that ultrasonic wave velocity for rock could be used as a useful tool for estimating the degree of anisotropy. The ratio of uniaxial compressive strength to Brazilian tensile strength ranges approximately from 13 to 16 for granite. from 8 to 9 for granite gneiss, and from 9 to 18 for limestone. The directional differences for granite and granitic gneiss are very small, and on the other hand, is relatively large for limestone. It is suggested that strength of rock makes quite difference depending on the rock types and loading directions, especially for the anisotropic rocks such as transversely isotropic or orthotropic rocks. The ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index ranges from 18 to 20 for granite, from 17 to 19 for granitic gneiss, and from 21 to 24 for limestone. These results show that point load strength index makes also a difference depending on rock types and directions. Therefore. it should be noted that the ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index could be applied to all rock types. Uniaxial compressive strength shows relatively good relationship with point load strength index, Schmidt hammer rebound value, and tensile strength. In particulat, point load strength index is shown to be the best comparative relationship. It is indicated that point load test is the most useful tool to estimate an uniaxial compressive strength indirectly.

Experimental and numerical investigation of the effect of sample shapes on point load index

  • Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Shemirani, Alireza Bagher;Hosseini, Seyed Shahin
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제13권6호
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    • pp.1045-1055
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    • 2017
  • Tensile strength is considered key properties for characterizing rock material in engineering project. It is determined by direct and indirect methods. Point load test is a useful testing method to estimate the tensile strengths of rocks. In this paper, the effects of rock shape on the point load index of gypsum are investigated by PFC2D simulation. For PFC simulating, initially calibration of PFC was performed with respect to the Brazilian experimental data to ensure the conformity of the simulated numerical models response. In second step, nineteen models with different shape were prepared and tested under point load test. According to the obtained results, as the size of the models increases, the point load strength index increases. It is also found that the shape of particles has no major effect on its tensile strength. Our findings show that the dominant failure pattern for numerical models is breaking the model into two pieces. Also a criterion was rendered numerically for determination of tensile strength of gypsum. The proposed criteria were cross checked with the results of experimental point load test.

A self-confined compression model of point load test and corresponding numerical and experimental validation

  • Qingwen Shi;Zhenhua Ouyang;Brijes Mishra;Yun Zhao
    • Computers and Concrete
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    • 제32권5호
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    • pp.465-474
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    • 2023
  • The point load test (PLT) is a widely-used alternative method in the field to determine the uniaxial compressive strength due to its simple testing machine and procedure. The point load test index can estimate the uniaxial compressive strength through conversion factors based on the rock types. However, the mechanism correlating these two parameters and the influence of the mechanical properties on PLT results are still not well understood. This study proposed a theoretical model to understand the mechanism of PLT serving as an alternative to the UCS test based on laboratory observation and literature survey. This model found that the point load test is a self-confined compression test. There is a compressive ellipsoid near the loading axis, whose dilation forms a tensile ring that provides confinement on this ellipsoid. The peak load of a point load test is linearly positive correlated to the tensile strength and negatively correlated to the Poisson ratio. The model was then verified using numerical and experimental approaches. In numerical verification, the PLT discs were simulated using flat-joint BPM of PFC3D to model the force distribution, crack propagation and BPM properties' effect with calibrated micro-parameters from laboratory UCS test and point load test of Berea sandstones. It further verified the mechanism experimentally by conducting a uniaxial compressive test, Brazilian test, and point load test on four different rocks. The findings from this study can explain the mechanism and improve the understanding of point load in determining uniaxial compressive strength.

경기 동부 지역 편마암복합체내의 일축압축강도와 점하중강도의 상관관계에 관한 연구 (The Study on the Correlation between Unconfined Compressive Strength and Point Load Strength within the Gneiss Complex in Gyunggi Province)

  • 차아름;송준호;최현석;천병식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.21-26
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    • 2007
  • 터널이나 지하굴착의 설계와 시공에서 암석의 강도평가는 매우 중요한 요소이다. 하지만, 실무에서는 암석의 일축압축강도시험(UCST)를 실시하기에는 시간과 노력이 많이 소요되며 시험개수에도 제한을 받는다. 이 방법을 보완하기 위한 시험법으로 제시된 것이 점하중강도 시험(PLST)이다. 그러나 실무에서는 지역과 암종에 따른 구분없이 점하중강도 지수를 통합하여 사용하는 경우가 많아 정확한 강도를 유추하는데 문제점이 있다. 이 연구의 목적은 경기 편마암복합체내 일축압축강도와 점하중강도의 상관관계를 분석함으로써 시공현장에서 사용하는 식에 대한 값을 제시하고자 한다.

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대구지역 셰일의 점재하지수 특성 및 일축압축강도와의 상관성 (The Point Load Index of the Daegu Shale and its Relation to the Uniaxial Compressive Strength)

  • 이영휘;윤찬호
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.37-45
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    • 2009
  • 대구지역에 분포하는 고유이방성 셰일(shale)의 점재하지수 및 일축․압축강도 특성을 평가하기 위한 일련의 실험실 시험을 수행하였다. 또한 시험시편의 크기효과 및 형태효과를 조사하기 위하여 축방향 및 직경방향으로 점재하지수를 측정하였다. 일반적으로 직경방향의 점재하지수는 길이/직경(L/D)비가 대략 1.0 이상일때 일정한 값을 보이고 축방향 점재하 시험 결과 L/D비의 증가에 따라 평균 점재하지수가 약간 감소하는 경향을 보였으며 L/D비가 1.0 이상이면 corner파괴가 발생하였다. 최소의 점재하지수는 층리면이 연직과 이루는 각 ($\beta$)이 $15^{\circ}{\sim}30^{\circ}$에서 나타났고 ${\beta}=30^{\circ}$에서 최소의 일축압축강도가 얻어졌다. $\beta$ 값의 범위가 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$인 시편의 점재하지수와 일축압축강도를 측정하여 이들의 상호관계를 회귀분석하였다. 층리면을 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 변화시키면서 측정한 점재하지수는 일축압축강도와 선형적인 관계인 ${\sigma}_c=25.0 I_{s(50)}$로 나타났다. 한편, 층리각($\beta$)를 90${^{\circ}}$로 고정시킨 상태에서의 이들의 상관성은 ${\sigma}_c=14.4 I_{s(50)}$로 나타났는데, 이는 ISRM(1985)에서 추천하는 층리가 없는 무결암 시료에 대한 일반적인 상관성, ${\sigma}_c=22 I_{s(50)}$과는 많은 차이가 있음을 확인하였다. 일축압축강도의 이방성 모형은 기존의 Ramamurthy(1993)이론에 지수 'n'을 도입하여 n= 3을 적용 했을때 측정결과와 잘 부합되는 결과를 얻었다.

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압입 시험에 의한 플라즈마 세라믹 용사코팅의 특성 평가 (Evaluation of the characteristics of plasma sprayed ceramic coatings by Indentation test)

  • 최세영;채영훈;김석삼
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 2002년도 제35회 춘계학술대회
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    • pp.248-254
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    • 2002
  • The most controversial topics in plasma sprayed ceramic coating system are recently mechanical properties such as bond strength, cohesive strength, toughness and so on. Determination of bond strength of coatings is one of the most important problems. In the industry, the bond strength of coating system has been estimated by Pull-off test(ASTM standard C633-79). But, without a fixed jig and specimen, it is impossible to obtain the bond strength. Therefore, it is necessary to study the critical fracture load on interface of the coating by indentation test. Because the critical fracture load plays an important role in evaluating the bond strength for plasma sprayed ceramic coating system. So, we have estimated critical fracture load in plasma sprayed ceramic coating system, and it was shown that inverse relationship between the cross-section hardness of coating and the critical fracture load(Pc). In case of the high load(1kgf, 2kgf) in $Al_{2}O_{3}+13%TiO_{2}$, it was found that the critical point(Pco), which the coating was broken on.

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점하중시험을 이용한 국내 암석의 일축압축강도산정 연구 (Estimation for the Uniaxial Compressive Strength of Rocks in Korea using the Point Load Test)

  • 김학준
    • 터널과지하공간
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    • 제28권1호
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    • pp.72-96
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    • 2018
  • 암반에서 공사를 수행하는 경우에는 공사의 안정성 확보를 위하여 대상 암반의 일축압축강도를 정확히 평가해야 한다. 그러나 일축압축강도를 산정하기 위해서는 많은 비용과 시간이 필요하다. 또한 현장에서는 암석의 일축압축강도시험을 수행할 수 없다는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 점하중강도 시험을 이용하여 암석의 일축압축강도를 산정하는 방법이 외국의 많은 연구자들에 의하여 조사되었다. 그러나 외국의 암석에서 얻어진 연구결과를 그대로 국내에서 적용하는 것은 신뢰성에 문제가 있을 수 있다. 본 연구에서는 국내 암석에 대한 점하중강도지수와 일축압축강도의 상관관계를 광범위한 국내 외 문헌조사와 실내시험 결과를 통하여 도표로 제시하였다. 본 연구결과는 국내 암석의 일축압축강도를 간편하고 신속하게 추정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

고흥지역에 분포하는 백악기 응회암의 역학적 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanical Properties of the Cretaceous Tuffs in Goheung Area.)

  • 김해경;고영구;오강호
    • 지질공학
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    • 제14권3호
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    • pp.273-285
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    • 2004
  • 본 연구에서는 전라남도 고흥군 일대에 분포하는 중생대 백악기 응회암을 대상으로 실내 시험을 통하여 역학적 특성을 파악하였다. 고흥군 일대에 분포하는 응회암(고흥응회암, 팔영산 용결응회암)은 성분상 glass성분이 우세한 유리 질응회암(vitric tuff)에 해당된다. 응회암의 물리적 특성인 비중, 건조밀도, 함수율, 공극율 및 흡수율의 평균값은 각각 2.51, $2.52(g/cm^2)$, 0.12($\%$), 4.51($\%$) 및 1.91($\%$)이다. 공극율의 증가에 따라 건조밀도는 낮아지는 경향을 보이며, 흡수율과 공극율은 밀접한 상관관계를 보인다. 일축압축강도(UCS) 범위는 80.4$\~$208(MPa), 평균 141.1(MPa)로서 Deere & Miller(1966)에 의한 신선한 암의 공학적 분류에 의하면 high strength에 해당이 된다. 축방향의 점하중 강도지수($Is_a$)는 평균 4.2(MPa)이며, 직경방향 점하중 강도지수($Is_d$)는 평균 2.2(MPa)으로, 점하중강도 이방성지수($Ia_{(50)}$)는 1.93이다. 일축압축강도와 축방향 점하중 강도지수($Is_{(50)}$)는 밀접한 선형관계를 보이며, 관계식은 UCS=22 $Is_{(50)}$ +49 (MPa) (r=0.95) 로 나타낼 수 있다. 이 식은 고흥 지역 응회암에 대한 일축압축강도를 예측하는데 유용하게 사용할 수 있다.

터널의 품질관리를 위한 숏크리트 초기강도의 현장강도 시험기술 (Field Testing Methods on Early Shotcrete Strength for Tunnel Quality Control)

  • 홍의준;장석부;이성우;김기림;문상조
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.468-476
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    • 2007
  • Generally, the strength of the field shotcrete is heavily dependent on the field mixing and spraying conditions so that it is different from the strength of the shotcrete mixed in laboratories. As a support member, the early strength of shotcrete unlike concrete as structural material is very important to the initial stabilization of the excavation face in tunnels. Therefore, the field methods to efficiently test the early strength of shotcrete have been highly required. This paper aimed to verify the pneumatic pin penetration test and the point load test for measuring the early strength of the field shotcrete. Through a series of uniaxial compression, pin penetration, and point load tests for the range of the early shotcrete strength, two equations to estimate reliably the uniaxial compressive strength by the pin penetration and the point load tests were derived. Field tests in working tunnel were carried out in order to estimate the economic efficiency. As a result, pin penetration method was proved to be the most effective method for testing the early strength of the field shotcrete.

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