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초록
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본 연구에서는 한반도 남부 지역에서 취득 가능한 응회암, 현무암, 섬록암 시험편에 대하여 다양한 실내 시험을 수행하였다. 건조/포화 조건으로 대별하여 실내실험을 수행했으며 이를 바탕으로 포화에 따른 암석 물성변화를 실험적으로 고찰하였다. 실험결과, 비교적 공극률이 작은 시험편을 대상으로 했음에도 불구하고 확연한 강도 저하와 변형 특성 변화가 관찰되었다. 실험결과를 바탕으로 암석의 주요 역학적 물성인 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도를 예측할 수 있는 회귀모델을 구성하였다. 비파괴 물성인 P파 속도, Shore 경도독립변수로 이용하였으며 그 결과 만족할 만한 수준의 물성 예측 모델이 구성되었음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, various laboratory experiments were conducted on tuff, basalt and diorite specimens, which were obtained in the southern part of Korean Peninsula. Experiments were performed under dry and water saturated conditions. Results showed that strength degradation and change of deformation ch...

주제어

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AI 본문요약
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문제 정의

  • 상술한 것처럼 수분에 의한 암석물성 변화 현상은 널리 알려져 있으나 대개 공극률이 큰 퇴적암을 중심으로 연구가 진행되었으며 국내 암종에 대한 연구 결과는 찾아보기 힘든 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비교적 공극률이 작은 암종을 선택하였으며 국내 암종에 대해 다양한 실내시험을 수행하여 기반자료를 제공하고자 하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 회귀분석을 수행하여 비파괴 시험으로부터 주요 암석 물성을 예측할 수 있는 관계식을 제안하였다.
  • 최근에는 암석 내 수분 함량 변화에 따른 열적, 화학적 복합거동을 고찰하는 경향이 있으나 대부분 공극률이 큰 암종을 대상으로 하고 또는 암석 내 불연속면을 따른 거동에 대한 고찰이 주를 이루고 있다. 본 연구는 포화된 지반에서 암반구조물을 설계할 시 해석을 위한 입력 물성 산정에 목적이 있으므로 역학적 물성 변화에 초점을 두었다. 이 경우 포화도와 공극수압 변화에 따른 물성 변화를 고찰하는 것이 바람직한 반면 공극률이 작은 암석에서는 수행하기 어려운 한계가 있다.
  • 본 연구에서는 다양한 암석물성에 대한 수분의 영향을 파악하기 위하여 일련의 실내시험을 수행하였다. 연구에서 사용된 암종은 응회암, 현무암, 섬록암으로 한반도 남부지역에서 취득하였다.

가설 설정

  • 장시간의 수침에도 불구하고 ‘완전 포화’에 물리적으로 도달하기 어렵기 때문에 본 논문에서의 포화는 ‘완전 포화’를 의미하지 않는다. 또한, 시험에 사용된 세 가지 암석에서 규칙적인 이방성 구조를 확인할 수 없었으므로 모두 등방성 매질로 가정하였다.
  • , 2012). 비파괴 시험의 일종으로 탄성파 속도 측정과 Shore 경도 측정 두 시험을 선택하여 수행했으며, 탄성파 속도 측정 시 등방성 매질을 가정하고 P 파 속도를 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공극률이 큰 암석의 경우 함수율을 실험의 독립변수로 사용할 수 있는 이유는? , 1981; Dyke and Dobereniner, 1991; Hawkins and McConnell, 1992; Vásárhelyi, 2003; Erguler and Ulusay, 2009; Yilmaz 2010). 공극률이 큰 암석은 단순 포화 조건뿐만 아니라 포화 시간을 조절(수침 혹은 항습기 보관)하여 함수율을 제어할 수 있기 때문에 이를 독립변수로 하여 함수율과 강도/변형 특성 사이의 관계식을 제안할 수 있다(Hawkins and McConnell, 1992; Vásárhelyi and Van, 2006; Romana and Vásárhelyi, 2007; Török and Vásárhelyi, 2010). 또한, 특정 암종에 대하여 건조 물성과 포화 물성 사이의 관계식(Vásárhelyi and Ledniczky, 1999; Vásárhelyi, 2002) 등이 제안되어 왔다.
실험 결과를 바탕으로 제시한 주요 암석 물성 예측용 관계식은 무엇인가? 상기 실험결과를 바탕으로 주요 암석 물성을 예측할 수 있는 경험식을 제안하였다. 비파괴 물성인 P파 속도와, Shore 경도를 독립변수로 하여 이들과 일축압축강도, 탄성계수, 간접인장강도 사이의 관계식을 유도하였다. 멱함수 형태의 모델을 구성했으며 이 는 건조, 포화 상태 모두에서 만족할 만한 상관관계를 보였다.
공극률이 작은 암석에 대한 참고문헌을 찾기 힘든 이유는? 공극률이 작은 암석의 경우 함수율을 제어하면서 실험을 수행하기 어렵기 때문에 상대적으로 참고문헌을 찾기 어려우며 실험조건도 일반적으로 건조/포화 상태로 대별한다. 그럼에도 불구하고 포화에 의해 다양한 역학적 물성 변화가 관찰되며(King, 1983; Li et al.
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참고문헌 (30)

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