동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반내의 피로현상이 누적되면서 암반내 누적 변위가 증가할 뿐 아니라 강도 역시 지속적으로 감소된다. 동결융해로 인한 응력의 hysteresis 현상은 대기온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 이상물체를 이용한 암반해석을 위해, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 또한 다공질암의 동결융해에 따른 열화 과정을 정량적으로 파악하기 위한 새로운 지표를 설정하고자 동결-융해 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다공성 응회암을 이용 동결-융해 실험을 실시 암석의 열화과정의 분석을 시도하였다. 실내실험 결과, 공극률의 변화를 정량화하여 열화특성을 설명하였다. 탄성계수 및 일축압축강도 등 암석의 물성변화를 공극률을 이용 열화 특성 함수로써 표현하였다.
Stability of cut-slope is considered to have a deep relationship with rock types since rock has its own engineering and geological characteristic such as shear strength, durability, weathering profile, geological structures. Therefore, analysis of geological and engineering characterisics of rock mass is essential for the evaluation of rock slope stability This paper introduces the statistical data of slope failure cases which was collected from highway slopes constructed in sedimentary rock mainly of shale in Ky ng-sang Basin. Primary failure feature in this area is planar failure along the bedding regardless of slope geometry. Even a disasterous slope failure case due to the thick clay layer between the beddings was reported. Failures and rock fall were reported to ocurred frequently after the completion of cutting due to the weathering, so long-term slope stability should be considered as a important factors in design.
The stability of rock slope is considered to have a deep relation with types of rocks because types of rocks have their own typical weathering profiles, geological structures and characteristics of failures. Therefore it is essential for the evaluation of rock slope stability to analyze geological and engineering characteristics in rock mass. The data which collected from investigated slopes in sedimentary rock of Kyengsang Basin along highways were analyzed. Primary factors affecting slope stability in rock mass are: dips and strikes of slopes and discontinuities, shear strength of discontinuities, slope geometry and geological structures etc.
Recently, rock slope in large scale is often accompanied with the construction of mountain roads and power plants. Rock in nature has a number of discontinuities such as bedding plane, joints, fracture zones and others. In order to improve rock slope stability, it is necessary to research shear properties of rock joint. In this paper shear properties of rock joint were studied by tilting test. Relations between properties of roughness and shear behavior of rock joint are investigated experimentally. The roughness are examined by compared with shear strength. Consequently, it becomes clear that the engineering properties and failure state modes of slope is different by JRC, and the peak friction angle is different by percent of filling.
As one natural material, the physical and mechanical properties of rock will be affected very largely by chemical erosion environment. Under chemical environment, the strength of rock will be reduced. Considering the effect of the chemical erosion, fracture factor of rock is reduced. The damage variable is applied to express the change of fracture stress. Therefore, the fracture criterion of rock under chemical environment is constructed. By one experiment of rock fracture under chemical erosion environment, the proposed fracture criterion is verified. The results show that, the fracture path by theory is agree with the testing one well.
The constrained conditions of roof and floor for the coal pillar affect the strength of coal pillar very seriously. To analyze the influence of rock mass for the roof and floor on the stability of coal pillar comprehensively, one method based on the mechanical method for the composite rock mass was proposed. In this method, the three rock layers of roof, floor and coal pillar are taken as the bedded composite rock mass. And the influence of rock mass for the roof and floor on the elastic core of coal pillar has been analyzed. This method can obtain not only the derived stress by the cohesive constraining forces for the coal pillar, but also the derived stress for the rock mass of the roof and floor. Moreover, the effect of different mechanical parameters for the roof and floor on the stability of coal pillar have been analyzed systematically. This method can not only analyze the stability of strip coal pillar, but also analyze the stability of other mining pillars whose stress distribution is similar with that of the strip coal pillar.
본 연구에서는 RBM공법을 이용하여 역암지반 내 연장 98m, 직경 3.05m의 수직구를 시험시공 하였다. 시험시공 결과를 토대로 설계 단계에서의 예상 관입률을 산정하기 위하여, 시추조사 및 실내실험 결과들과 RBM 가동인자들과의 상관성을 비교ㆍ검토하였다. 연구결과, 평균 순관입률은 2.233mm/rev으로 분석되어 국내외 TBM 시공실적의 평균 관입률에 비해 낮게 나타났고, 평균 굴진율도 TBM의 경우에 비해 다소 적은 0.382m/hr로 분석되었다. RBM 가동 설계인자와 순관입률과의 관계에서는 암석의 강도특성(일축압축강도, 인장강도, 반발경도 등)들이 증가할수록 순관입률이 증가하는 것으로 분석되었고, TBM에 관한 기존의 연구결과와 반대의 경향을 보이고 있다. 합경도와 순관입률과의 관계는 Pe=0.0039$\times$H$_T$ + 2.07로서 합경도가 증가할수록 순관입률이 증가하고 있다. 이상과 같은 경향은 일반적으로 경암반에 시공되는 TBM의 연구결과와 반대의 경향을 보이고 있는데, Barton이 제시한 Q$_TBM$에 의한 예상 관입률의 경향에서도 볼 수 있듯이 본 연구의 연암 및 풍화암 지반에 대해서는 정상적인 결과인 것으로 판단된다.
이 연구에서는 횡등방성 암석파괴함수의 개발에 활용할 수 있는 3가지 강도정수 공간분포함수를 제안하였다. 제안된 분포함수는 편구(oblate spheroid)분포함수, 지수분포함수, 강도정수텐서 방향투영함수이며 모두 2개의 모델파라미터로 정의된다. 제안된 분포함수들을 점착력과 마찰각의 공간분포함수로 활용하여 횡등방성 Mohr-Coulomb 파괴함수를 유도한 후 이를 활용하여 수치삼축시험을 모사하였다. 연약면의 경사각과 구속압의 변화에 따른 파괴축응력 변화 및 파괴면 방향 변화를 계산한 결과 3개의 분포함수을 적용한 경우 모두 실제 실험에서 관찰되는 이방성 파괴특성을 재현하고 있음을 확인하였다. 3개의 분포함수 중 강도정수텐서 방향투영함수를 채용한 경우가 가장 큰 파괴축강도를 계산하였으며 지수분포함수, 편구분포함수 순으로 낮은 파괴축강도 값을 예측하였다.
거창화강암은 국내 주요 석재자원의 하나로서 토목 및 건축사업에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 거창화강암을 대상으로 수많은 실내시험을 실시하여 암석의 단위중량, 흡수율, P파 속도, S파 속도, 일축압축강도, 인장강도, 영률, 포아송비, 점착력, 내부마찰각, 점하중강도지수 등의 물리적 성질을 조사하였다. 일축압축강도는 인장강도의 19.5배, 점착력의 8.6배이고, P파 속도는 S파 속도의 1.5배 수준이었다. 실험결과로 얻어진 각종 물성간의 상호관계를 분석하였으며, 일축압축강도는 포아송비, 점하중강도지수, 영률과 0.8 이상의 피어슨 상관계수를 보였다. 또한, 단순회귀분석과 다중회귀분석을 통해 물성간의 각종 회귀식을 구하였으며, 특히 결정계수 0.7이상의 회귀식을 정리하여 나타내었다.
The study that unconfined compression strength of intact rock which is the most important factor to determine the bearing capacity effects discontinuities in rock mass has been carried out actively so far. However, the study which is related to lithological characters such as vesicle which is one of the primary characteristics of Basalt has barely been conducted. On this study, We have analyzed the correlation-ship between vesicle and unconfined compression strength and the effect on the bearing capacity, based on the reviewing on the changes of unconfined compression strength as the amount of vesicle of Basalt. It is impossible to analyze the amount of vesicle of Basalt as measuring unit. So it was analyzed by the ratio of the core sample's surface area and another area that vesicle takes up. Also, unconfined compression strength was calculated by point load test and unconfined compression strength test. The analysis shows that vesicle area ratio and unconfined compression strength have the exponential relationship and vesicle area ration is the factor to determine the bearing capacity of Basalt. It is considered that the reliability of calculating of the bearing capacity of Basalt will be improved as we study the correlation-ship between the vesicle area ratio and rock mass grade hereafter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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