[논문]터널 암반절리에 대한 구성방정식 모델링

박인준

터널 암반절리에 대한 구성방정식 모델링
Constitutive modeling for rock joints of tunnel

본 연구의 목적은 교란상태개념 (DSC) 모델을 이용하여 터널 암반절리면의 거동특성을 모델링 할 수 있는 개선된 구성방정식 모델을 개발하는데 있다. 교란상태 개념 (DSC) 모델은 이미 다른 접촉면 거동 모델링을 통해서 그 신뢰성을 검증 받아왔다. 이런 DSC 모델을 암반 절리면 거동 특성에 맞도록 수정한 후에, Schneider가 수행한 합리적인 실내 전단 시험 결과 및 역 해석 결과를 이용하여 DSC모델의 절리면 적용성을 검증하고자 한다. 본 연구결과로부터 DSC모델은 화강암 절리면의 변형률 연화 및 부피팽창 거동특성을 규명할 수 있다고 판단된다.

The purpose of this research is to develop improved model for joints of tunnel based on Disturbed State Concept (DSC) model. DSC model is verified with respect to comprehensive laboratory tests performed by Schneider and back prediction results. Based on results of this research, it can be stated that DSC model is capable of characterizing the strain softening and dilative behavior of rough granite joints under four different constant normal stresses.

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문제 정의

This research aims to investigate the strength and deformation behavior of the joints or discontinuities under various loading conditions. The objectives of the investigation can be summarized as follows:

제안 방법

From this study, the behavior of intact joint is modeled by using a general plasticity model with minor modifications. The FA state is modeled according to the observations from the shear tests of joints.
Plesha (1987) proposed a non-associative plasticity joint model. The main feature of this model is to use a parameter called the asperity angle to characterize the strength and deformation behavior of the joint. At the same time, Desai and Fishman (1987) developed a non-associative plasticity model by specializing a general 3-D Hierarchical Single Surface model (HiSS Model) (Desai et al.
The proposed joint model involves a number of material constants which can be determined from a series of shear tests on joints or interfaces. The material constants can be divided into three categories: parameters for RI material, the constants for FA material, and the disturbance function parameters.

이론/모형

The relative intact state is described using the modified HiSS δ₀ model (Desai and Wathugala, 1987). The δ₀ model is based on the associative plasticity and isotropic hardening (potential function Q = yield function F) rule.
Ghaboussi and Wilson (1973) proposed the possible application of the plasticity theory in joint modeling by assuming the association flow rule. The yield functions used here are the Mohr-Coulomb failure law for non-dilatant joint, and the Cap (DiMaggio and Sandler, 1971) model of yield functions for dilatant joint. Zienkiwicz et al.

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