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암석의 파괴규준에 따른 제주도 현무암의 강도 산정

Estimation to the Strength of Basalt in Jeju Island according to Rock Failure Criterions

지질공학 = The journal of engineering geology, v.19 no.2 = no.60, 2009년, pp.153 - 163  

남정만 (제주대학교 해양과학부) ,  윤중만 (안산공과대학 건설계열) ,  송영석 (한국지질자원연구원 지구환경연구본부)

초록
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본 연구에서는 제주도 현무암에 대한 삼축압축시험을 실시하고 암석의 Mohr-Coulomb파괴규준과 Hoek-Brown파괴규준을 적용하여 강도정수를 산정하였다. 그리고 각각의 파괴규준에 의해 산정된 강도정수를 비교검토하여 각각의 파괴규준에 대한 특성을 고찰하였다. 암석의 Mohr-Coulomb파괴규준을 적용한 결과 표선리 현무암의 경우 점착력은 5.35 MPa, 내부마찰각$50.25^{\circ}$이고, 조면암질 현무암의 경우 점착력은 16.99 MPa, 내부마찰각은 $60.66^{\circ}$이며, 스코리아의 경우 점착력은 2.33 MPa, 내부마찰각은 $37.05^{\circ}$이다. 암석의 Hoek-Brown의 파괴규준에 대한 회귀분석결과를 토대로 암석의 점착력과 내부마찰각을 선정할 수 있다. 표선리 현무암의 경우 점착력은 4.77 MPa, 내부마찰각은 $52.47^{\circ}$이고, 조면암질 현무암의 경우 점착력은 14.69 MPa, 내부마찰각은 $60.70^{\circ}$이며, 스코리아의 경우 점착력은 2.22 MPa, 내부마찰각은 $47.60^{\circ}$이다. 이상의 결과를 토대로 Mohr-Coulomb의 파괴포락선과 Hoek-Brown의 파괴규준으로부터 추정된 파괴포락선을 비교한 결과 Hoek-Brown의 파괴규준은 Mohr-Coulomb의 파괴규준보다 점착력은 대체로 낮게 평가되는 반면, 내부마찰각은 크게 평가되고 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, a series of triaxial tests on Jeju basalt were carried out and then rock strength parameters were estimated by the Mohr-Coulomb failure criterion and the Hoek-Brown failure criterion using the test results. The characteristics of both failure criterions were investigated through compa...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 제주도 현무암에 대한 삼축압축시험을 실시하고 이에 대한 역학적 거동을 분석하고자한다. 특히, 기존에 제안된 암석의 파괴기준을 적용하여압축강도정수를 산정하고 이를 서로 비교하고자 한다.
  • 본 연구에서는 방향성을 잃지 않고 교란 및 훼손을최소로 한 시료를 얻고자 하였으며, 오차를 최소로 하기위히여 시료채취깊이를 표시하여 동일시험에는 1m 내의동일깊이의 시료를 사용하였다. 전술한 바와 같이 시료채취지역에는 표선리 현무암, 조면암질 현무암, 비현정질현무암, 감람석 현무암, 서귀포층, U층 등이 분포하고있다.
  • 본 연구에서는 표선리 현무암, 조면암질 현무암 및 스코리아에 대한 삼축압축시험을 실시하여 역학적 거동을분석하고자 한다. 암반에 설치되는 각종 구조물의 안정성을 평가하기 위해서는 암반의 역학적 특성을 파악하는것이 필수적이다.

가설 설정

  • 5(a)에서 보는 바와 같이 포물선의 형태이지만, 일반적으로 Fig. 5(b)에서 보는 바와같이 직선의 형태로 가정한다. Fig.
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참고문헌 (11)

  1. 남정만, 윤중만, 송영석, 김준호, 2008, 제주도 현무암의 공학적 특성 분석, 한국토목섬유학회논문집, 7(1), 13-22 

  2. 엄관용, 2002, 제주도 화산암의 역학적 특성에 관한 연구, 연세대학교 석사학위논문 

  3. Bieniawski, Z. T., 1972, Propagation of brittle fracture in rock, Proc. 10th Symposium on Rock Mechanics (AIME), 409-427 

  4. Goodman, R. E., 1989, Introduction to rock mechanics, 2nd edition, John Wiley and Sons, 55-99 

  5. Griffith, A. A., 1921, The phenomena of rupture and 

  6. Griffith, A. A., 1924, Theory of rupture, Proc. 1st Congress of Applied Mechanics. Delft, 55-63 

  7. Hoek, E. and Brown, E. T., 1980, Empirical strength criterion of rock masses, Jour. of Geotechnical Engineering Division, ASCE, 106(GT9), 1013-1035 

  8. Hoek, E. and Brown, E. T., 1988, The Hoek-Brown failure criterion - a 1988 update, Proc. 15th Canadian Rock Mechanics Symposium(Ed. Curran, J.C), Toronto, 31-38 

  9. Hoek, E. and Brown, E. T., 1997, Practical estimates of rock masses strength, Int. Jour. Rock Mechanics and Mining Science, 34(8), 1165-1186 

  10. Hoek, E. and Franklin, J. A., 1986, A simple triaxial cell for field and laboratory testing of rock, Trans. Instn. Min. Metall., 77, A22-6 

  11. McClintock, F. A. and Walsh, J. B., 1962, Friction of Griffith cracks in rock under pressure, Proc. Fourth U.S. Congr. Appl. Mech., Berkeley, American Society of Mechanical Engineers, 1015-21 

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