본 연구에서는 암반 수리-역학적 관계의 기본모델 입력인자인 암석 입자 체적계수에 대하여 직접적인 측정 실험법을 제시하고, 실험을 수행함으로써 암석 입자 체적계수를 도출하였다. 또한, 서로 다른 기하학적 특성을 가진 암석에 대하여 암석 입자 체적계수를 비교함으로써 입자 체적계수에 영향을 미치는 요인에 대해 살펴보았다. 실험 결과 이론적으로 추정하는 암석 입자 체적계수의 값이 실제보다 과대예측 하고 있음을 확인하였으며, 이에 대해 암체 입자 구조에 따른 암석 내부 고립돼있는 공극의 존재로 인한 가능성을 고찰하였다. 최종적으로, 본 연구에서 제시한 직접적인 측정방법이 사암의 입자 체적계수를 신뢰성 있게 예측할 수 있음을 확인하였다.
Although the evaluation of the mechanical properties and behavior of discontinuous rock masses is very important for the design of underground openings, it has always been considered the most difficult problem. One of the difficulties in describing the rock mass behavior is assigning the appropriate constitutive model. This limitation may be overcome with the progress in discrete element software such as PFC, which does not need the user to prescribe a constitutive model for rock mass. Instead, the micro-scale properties of the intact rock and joints are defined and the macro-scale response results from those properties and the geometry of the problem. In this paper, a $30m{\times}30m{\times}30m$ jointed rock mass of road tunnel site was analyzed. A discrete fracture network was developed from the joint geometry obtained from core logging and surface survey. Using the discontinuities geometry from the DFN model, PFC simulations were carried out, starting with the intact rock and systematically adding the joints and the stress-strain response was recorded for each case. With the stress-strain response curves, the mechanical properties of discontinuous rock masses were determined and compared to the results of empirical methods such as RMR, Q and GSI. The values of Young's modulus, Poisson's ratio and peak strength are almost similar from PFC model and Empirical methods. As expected, the presence of joints had a pronounced effect on mechanical properties of the rock mass. More importantly, the mechanical response of the PFC model was not determined by a user specified constitutive model.
암석자원의 산업화 및 개발계획시 지질정보자료로 활용될 수 있도록 ArcGIS 9.2를 사용하고 1 대 250,000 수치지질도 및 수치지형도를 기초로 하여 경북-대구지역 구성암류의 지질시대별 및 암종별 분포율을 도출하였다. 경북지역은 모두 10개의 지질시대별로 구분되며, 그 중에서 백악기, 선캠브리아기, 쥬라기, 제4기, 시대미상 및 제3기의 순으로 분포율이 감소한다. 이들은 도합 96.30%를 가져 그 대부분을 이룬다. 암종은 모두 86개이며, 그중 16개가 다소 우세하다. 여기에는 영남편마암복합체의 율리층군과 화강편마암, 소백산편마암복합체의 흑운모편마암, 시대미상의 화강암, 쥬라기의 대보화강암, 영양소분지의 가송동층과 도계동층, 의성 소분지의 낙동층, 춘산층과 중성 내지 염기성 화산암, 밀양소분지의 진주층, 진동층과 안산암 및 암산암질 응회암, 불국사관입암류의 각섬석화강암과 흑운모화강암 그리고 제4기의 충적층이 해당된다. 이들은 도합 64.04%를 가지며, 그 중 대보화강암의 13.14% 외에는 모두 2.07-6.53%의 좁은 범위의 분포를 이룬다. 기타 70개의 암종은 0.01-1.94%의 비교적 작은 분포를 이룬다. 이와 달리 대구지역은 백악기와 제4기로만 구분되며, 각각 86.05%와 11.39%의 분포를 이룬다. 암종은 모두 12개이며 그 중 7개에서 뚜렷이 우세하다. 이에는 진주층, 칠곡층, 함안층, 진동층, 안산암 및 안산암질 응회암, 각섬석화강암 그리고 충적층이 해당되며, 도합 93.04%를 가진다. 그중 안산암 및 암산암질 응회암이 37.40%로 크게 증가하며, 나머지 암종도 3.25-17.39%의 비교적 넓은 분포범위를 이룬다. 기타 5개의 암종은 0.22-1.81%의 작은 분포를 이룬다.
점토질 암석의 광물함량을 효과적이고 실용적으로 분석하는 방법을 X-선 분말회절분석 실험을 통하여 연구하였다. 점토질 암석의 X-선 분말회절 정량분석을 위해서는 측면마운팅(side mounting) 방법에 의한 무작위 배향(random orientation)의 전암(whole-rock) 분말시료의 준비가 필요하다. 또한, 암석을 구성하고 있는 점토광물의 감정을 위하여 2 ㎛ 이하 점토입도의 배향성 마운트(oriented mount)시편의 준비와 에틸렌글리콜 처리, 열처리 등의 실험과정이 요구된다. 정량분석을 위하여 RIR(reference intensity ratio)방법과 리트벨트(Rietveld) 회절도 계산 방법을 사용하였다. RIR값을 사용하여 전암 X-선 회절도로부터 총 점토 함량과 비점토광물(non-clay minerals)들의 함량을 얻을 수가 있었다. 또한, 점토입도의 배향성 X-선 회절도로부터는 각각 점토광물의 상대함량을 계산하여 이를 총 점토광물에 할당할 수가 있었다. 전암 X-선 회절의 리트벨트 방법에서는 10°(2θ) 미만의 X-선 회절 영역은 제외한 후에 리트벨트 회절도를 계산하였을 때 효과적인 정량분석 값을 얻을 수 있었다. 분석결과는 RIR방법과 리트벨트 방법이 서로 근사한 정량분석 값을 보여주었다. 따라서, 연구결과는 실험실에서의 일상적인 점토질암의 광물정량분석을 성공적으로 수행하는 것이 가능함을 지시한다. 그러나, 점토광물은 화학적 및 구조적 특정이 다른 수많은 변종이 존재하기 때문에 점토질암의 정량분석은 아직도 도전해야 하는 과제이다.
기존 시험법은 암석시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적의 변화를 고려해야 한다고 명시하고 있다. 본 기술보고는 암석코어 시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적 계산방법을 제시하였다. 암석코어 시편의 초기 절리면을 타원으로 가정하고, 타원의 중첩면적 감소를 계산하는 수식을 정리하였다. 전단변위와 겉보기 면적을 정규화하면 타원형상에 관계없이 일정한 변화 비율을 가지는 것을 확인하였다. 암석코어 시편 전단시험을 위한 정규화 실험상수를 제안하여 일반화된 계산방법을 제안하였다. 그 방법을 실제 전단시험의 데이터에 적용하여 결과 변화값을 확인하고, 정확도에 대해 간략히 토의하였다.
The Korea Institute of Ocean Science and Technology has acquired detailed biological, chemicophysical, and geological data in the northeastern Pacific through a manganese nodule program since 1983. Plenty of manganese nodules were collected to estimate the amount of resources by free-fall grab and box corer. The collected manganese nodules have been archived systematically in the rock and mineral storage section of the Library of Marine Samples (LIMS) since 2012. The LIMS provides essencial information on the stored samples including sample name, nodule type, sampling location, depth, and equipment. Although a high quality database of the information system is under construction, the samples have tagged information for manganese nodules like chemical composition, morphology, weight, size, abundance, and photograph. In this study, we attempted to provide information on the well-organized and easily accessible archived manganese nodule samples for future studies and to introduce the usefulness of the LIMS.
Penetration and health effect of fibers was related with their diameters and length. The purpose of this study is to characterize and compare the diameter and length of airborne man-made mineral fibers(MMMF) or synthetic vitreous fibers in the related industries. The average fiber length of the continuous filament glass, rock wool, refractory ceramic, and glass wool fibers production industries approximately 27, 28, 35, $50-105{\mu}m$. Airborne glass fibers were longest in all the type of MMMFs. The average diameters of airborne fibers generated from refractory ceramic, rock wool, glass wool, continuous filament glass fibers production industries were approximately 1.0, 1.6, 1.5-4 and $10{\mu}m$, respectively. The percentages of respirable fibers(<$3{\mu}m$) were 94% for RCFs, 73% for rock wool fibers, 61.0% for glass fibers, and 1.6% for filament glass fibers. The length of glass fibers were the longest in all types of fibers, and length of the others were similar. The refractory ceramic fibers were smallest in diameters and highest in fraction of respirable fibers.
Kim, Hye-jin;Choi, Junghae;Chae, Byung-gon;Kim, Gyo-won
지질공학
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제25권2호
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pp.165-178
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2015
Physical and chemical weathering degrades rock, affecting its structural properties and thus the stability of stone buildings or other structures. Confocal laser scan microscopy (CLSM) is used here to observe temporal changes in the surface roughness of rock samples under simulated accelerated weathering. Samples were pressurized to 50, 55, or 70 MPa using a pressure frame, and subjected to freeze/thaw cycling controlled by a thermostat. The temperature was cycled from -20℃ to 40℃ and back. After each 20 cycles, CLSM was used to assess the change in surface roughness, and roughness factors were calculated to quantify the progression of the surface condition over time. Variations in cross-section line-roughness parameters and surface-roughness parameters were analyzed for specific parts of the sample surfaces at 5× and 50× magnification. The result reveals that the highest and lowest values of the roughness factors are changed according to elapsed time. Freezing/thawing at high pressure caused larger changes in the roughness factor than at low pressure.
Underground mining causes surface subsidence long after the mining operation had been ceased. Surface subsidence can be in the form of saucer-shaped depression or collapsed chimneys or sinkholes. Sinkhole formations are predominant over shallow-depth room and pillar mines having weak overburden strata. In this study, occurrences of sinkholes due to mining activity are assessed based on local geological conditions and mining parameters using fuzzy reasoning techniques. All input and output parameters are represented with linguistic hedges. Numerous fuzzy rules are developed to relate sinkhole occurrences with input parameters using fuzzy relational matrix. Based on the combined fuzzy rules, possibility of sinkhole occurrences can be ascertained once the geological and mining parameters of any area are known.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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