• 제목/요약/키워드: Rock specimens

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압축과 전단 하중을 받는 인공 암석 절리의 수리적 거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study for the Hydraulic Behavior of Artificial Rock Joint under Compression and Shear Loading)

  • 이희석;박연주;유광호;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제10권1호
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    • pp.45-58
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    • 2000
  • 다양한 하중 조건하의 암석 절리에 대한 수리적 거동을 규명하기 위해서 수리전단 시험이 가능한 주기 전단시험 시스템을 설계, 제작하였다. 실험실에서 인공 절리 시료에 대한 압축,전단 조건하의 수리 시험을 실시하였다. 시험 전의 시료에 대한 3차원 간극 측정을 통해 절리의 간극 분포 특성을 규명하였다. 수직응력에 따른 투수계수 변화는 기존 수리 모델과 잘 일치하였다. 전단 하중하의 수리적 거동은 초기에는 팽창 특성을 따랐으며, 팽창의 증가에 따라 투수계수가 커겼다. 전단이 진행됨에 따라 유동률은 충전물 생성과 간극의 엇갈림으로 인해 다소 일정해졌다. 주기전단 하의 수리 거동 역시 돌출부 손상과 충전물 생성의 영향을 받았다. 또한 압축과 전단 하중하의 수리 간극과 역학 간극의 관계가 조사, 비교되었다.

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저변성퇴적암 사면에서 지질특성이 차별풍화에 미치는 영향 (Effect of geological characteristics on differential weathering of low-graded metasedimentary rock slopes)

  • 정해근;서용석;임명혁
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.375-385
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    • 2013
  • 본 논문에서는 천매암을 중심으로 저변성퇴적암류에 속하는 암석을 대상으로 암석학적 특징과 풍화도의 상관성에 대하여 분석하였다. 현장 지질조사를 통하여 암석의 풍화도를 결정하였고, 구성암석의 강도 값을 추정하기 위하여 슈미트해머 테스트를 실시하였다. 9개 시료의 현미경 박편 관찰을 통하여 주구성광물의 부피비와 엽리의 간격을 측정하였다. 암석시료의 현미경 분석 결과에 의하면 풍화도가 낮을수록 풍화에 강한 석영성분이 많고, 풍화도가 높을수록 풍화에 약한 운모성분이 많은 것으로 나타났다. 또한 엽리 간격이 좁을수록 강도는 낮고 풍화도는 높은 것으로 나타났다.

Estimation of tensile strength and moduli of a tension-compression bi-modular rock

  • Wei, Jiong;Zhou, Jingren;Song, Jae-Joon;Chen, Yulong;Kulatilake, Pinnaduwa H.S.W.
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제24권4호
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    • pp.349-358
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    • 2021
  • The Brazilian test has been widely used to determine the indirect tensile strength of rock, concrete and other brittle materials. The basic assumption for the calculation formula of Brazilian tensile strength is that the elastic moduli of rock are the same both in tension and compression. However, the fact is that the elastic moduli in tension and compression of most rocks are different. Thus, the formula of Brazilian tensile strength under the assumption of isotropy is unreasonable. In the present study, we conducted Brazilian tests on flat disk-shaped rock specimens and attached strain gauges at the center of the disc to measure the strains of rock. A tension-compression bi-modular model is proposed to interpret the data of the Brazilian test. The relations between the principal strains, principal stresses and the ratio of the compressive modulus to tensile modulus at the disc center are established. Thus, the tensile and compressive moduli as well as the correct tensile strength can be estimated simultaneously by the new formulas. It is found that the tensile and compressive moduli obtained using these formulas were in well agreement with the values obtained from the direct tension and compression tests. The formulas deduced from the Brazilian test based on the assumption of isotropy overestimated the tensile strength and tensile modulus and underestimated the compressive modulus. This work provides a new methodology to estimate tensile strength and moduli of rock simultaneously considering tension-compression bi-modularity.

온도와 수압이 가곡광산 화강암과 석회암의 물성에 미치는 영향 (Effects of Temperature and Water Pressure on the Material Properties of Granite & Limestone from Gagok Mine)

  • 윤용균;백영준;조영도
    • 터널과지하공간
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    • 제21권1호
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    • pp.33-40
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    • 2011
  • 본 연구에서는 온도와 수압이 암석의 물성 변화에 미치는 영향을 평가하였다. 온도가 암석의 물성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 가곡광산에서 채취한 화강암과 석회암 시험편에 200, 300, 400, 500, 600, $700^{\circ}C$(석회암의 경우 $700^{\circ}C$는 제외하였음)의 열을 가하여 예열시험편을 제작하였다. 예열시험편에 대한 실내실험을 통해 비중, 유효공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 탄성계수, 포아송비를 측정한 결과 온도가 증가함에 따라 화강암과 석회암 예열시험편의 물성이 변하는 것으로 나타났다. 비중, 유효공극률, 탄성파속도의 급격한 변화는 화강암의 경우 $400^{\circ}C$ 이상에서 발생하였으며, 석회암의 경우에는 $300^{\circ}C$ 이상에서 나타났다. 온도에 따른 일축압축강도, 탄성계수, 포아송비의 변화도 물리적 특성의 변화와 유사한 것으로 나타났다. 예열시험편의 일축압축강도와 탄성계수로부터 유추한 500, 600, $700^{\circ}C$ 화강암 예열시험편의 GSI는 각기 81, 66, 58로 나타났으며, 400, 500, $600^{\circ}C$ 석회암 예열시험편의 GSI는 각각 76, 71, 65로 나타났다. 500, 600, $700^{\circ}C$ 화강암 예열시험편과 400, 500, $600^{\circ}C$ 석회암 예열시험편에 7.5 MPa의 수압을 가하였다. 수압을 적용한 예열시험편의 유효공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 탄성계수를 측정하여 평균한 결과 수압을 가하기 전 예열시험편에 비해 평균 감소량이 화강암 500, 600, $700^{\circ}C$ 예열시험편 각각에 대해서 7.6, 11.3, 14.9%로 나타났고, 석회암 400, 500, $600^{\circ}C$ 예열시험편에 대해서는 각기 8.2, 13.8, 21.9%로 평가되었다.

낮은 수직응력 하에서 인공 절리면의 전단 이방성에 관한 연구 (Anisotropic Shear Strength of Artificially Fractured Rock Joints Under Low Normal Stress)

  • 곽정열;이상은;임한욱
    • 터널과지하공간
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    • 제13권3호
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    • pp.169-179
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    • 2003
  • 암석의 절리면 전단강도의 이방성을 연구하기 위하여 인공절리면을 형성한 시편에 대한 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 즉 낮은 수직응력 상태에서 전단 방향에 따른 전단강도, 전단강성 및 마찰각을 구하기 위한 실험을 실시하였다 그 결과 낮은 수직응력하에서 전단 강도 및 강성은 전단 방향에 따라 이방성을 보이며, 특히 수직응력 2.45 MPa미만에서 뚜렷하였다. 그리고 수직응력이 증가할수록 절리면의 이방성 효과는 감소하였다. 따라서 낮은 수직응력 하에서 전단강도 및 강성값을 보다 정확히 구하기 위해서 Barton의 식에 전단방향을 고려한 보정함수 F(a)를 반영하여 새로이 수정식을 제안한다.

연마재 워터젯 암석절삭을 위한 결합 노즐의 기하학적 변수 영향 (Effects of geometric parameters of a combined nozzle for rock cutting using an abrasive waterjet)

  • 오태민;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.517-528
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    • 2012
  • 연마재 워터젯을 이용하여 암반을 굴착하기 위해서는 노즐이 삽입되고 절삭하는 연속적 공정이 요구된다. 본 연구에서는 노즐이 삽입되기 위한 충분한 절삭 폭을 확보하기 위해 한 쌍의 연마재 워터젯 노즐을 이용하여 암석 절삭실험을 실시하였다. 한 쌍의 노즐형태와 위치에 따른 기하학적 변수에 따라 암석 절삭형상과 절삭 폭이 달라지는 것을 확인하였다. 정의된 기하학적 변수에 따라 절삭 깊이 및 폭을 측정하여 암반에 형성되는 절삭단면 형상을 분석하였다. 그 중 노즐 삽입이 가능한 기하학적 변수를 제시하고 현장적용 가능성에 대해 검증하였다.

가곡광산 화강암의 크리프 특성 (Creep Characteristics of Granite in Gagok Mine)

  • 윤용균;김병철;조영도
    • 터널과지하공간
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    • 제20권5호
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    • pp.390-398
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    • 2010
  • 암석의 시간의존성 거동은 지하 광산 설계나 지하 암반구조물의 장기 안정성 평가를 위한 기본 입력자료로써 사용되는 매우 중요한 특성이다. 본 연구에서는 가곡광산에서 채취한 화강암 시험편에 대해 일축압축 크리프시험을 실시하였다. 측정된 크리프 변형률을 모사하기 위하여 Burgers 모형, Griggs 크리프법칙, Singh 크리프법칙을 사용하였으며 이중에서 Griggs 크리프법칙이 가곡광산 화강암의 실제 크리프 변형 거동을 가장 우수하게 모사하는 것으로 나타났다.

워터젯 절삭폭 중첩에 따른 암반제거 단면형상 분석 (Analysis of rock removal shape according to overlapping width of waterjet cutting)

  • 오태민;박동엽;박준식;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.167-181
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    • 2021
  • 터널굴착의 경제성 확보 및 굴착 시 발생하는 진동저감을 위해 워터젯 시스템을 활용한 새로운 형태의 암반 굴착공법이 개발되고 있다. 워터젯 절삭을 이용한 효율적인 암반 굴착을 위해서는 워터젯 절삭폭의 중첩과정이 필수적이다. 본 연구는 초고압 연마재 워터젯 시스템을 이용하여 절삭폭 중첩도 및 이격거리에 따른 화강암 시편 절삭실험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 중첩도 단계에 따른 화강암 절삭성능을 분석하였다. 그리고 형상인자를 절삭깊이, 절삭폭, 그리고 절삭부피로 분류하여 중첩 절삭 후 단면의 형상을 분석하였다. 절삭폭 중첩도가 58% 이하가 되면 중첩이 충분하지 않아 연속적인 암반제거가 불가능하였다. 반면 절삭폭 중첩도 67% 이상에서는 과절삭 현상이 확인되었다. 한편 부분중첩(25~75%) 조건에서는 기존 워터젯 절삭에 비해 효율적인 부피제거가 가능한 것으로 분석되었다. 해당 연구는 워터젯을 활용한 암반 굴착 시 최적 중첩도를 결정하기 위한 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Modulus of elasticity of concretes produced with basaltic aggregate

  • Maia, Lino;Aslani, Farhad
    • Computers and Concrete
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    • 제17권1호
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    • pp.129-140
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    • 2016
  • Basalt is a type of volcanic rocks, grey to black in colour, contains less than 20% quartz, 10% feldspathoid, and at least 65% of the feldspar of its volume. Basalt is considered an igneous rock with fine grains due to the rapid cooling of lava. Basaltic rocks have been widely used as aggregate for various purposes. The study presented in this paper was carried out on basalts that are widespread in the Madeira Island of Portugal and that comprise the major source of local crushed rock aggregates. This paper discusses an experimental programme that was carried out to study the effects of basaltic aggregate on the compressive strength and modulus of elasticity of concrete. For this purpose, cylinder specimens with $150{\times}300mm$ dimensions and prism specimens with $150{\times}150{\times}375mm$ dimensions were cast. The experimental programme was carried out with several concrete compositions belonging to strength classes C20/25, C25/30, C30/37, C40/50 and C60/75. The Eurocode 2 indicates the modulus of elasticity should be 20% higher when the aggregates are of basaltic origin, however results showed significant differences and a correction is proposed.

수종 치과용 석고의 마모저항도 및 표면조도에 관한 비교 연구 (A STUDY ON THE ABRASION RESISTANCE AND SURFACE ROUGHNESS OF THE DENTAL STONES)

  • 심혜원;이양진;조리라;정경호;김경남
    • 대한치과보철학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.184-192
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    • 2002
  • The purpose of this study was to investigate the abrasion resistance and surface roughness of conventional dental stones and improved dental stones and newly developed dental stones. Materials included in this study were several dental stones and newly developed dental stone; 2 type III. 6 type IV (including newly developed dental stone). 1 type V Ten specimens for each material, total ninety specimens were made. Each specimen was subjected to 50 complete cycle abrasion under constant load 0.42N at speed or 6mm per sec. The depth after abrasion test was measured for each specimen. Surface roughness before and after abrasion test was compared. The results were as follows ; 1. The resin containing die materials such as Tuff Rock and Resin Rock had superior abrasion resistance. 2. Type IV, V dental stone exhibited greater abrasion resistance than Type III dental stone. 3. The results or the surface roughness showed similar pattern with the abrasion resistance.