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논문 상세정보

암석시료 내 동적하중 분배특성이 동적일축압축강도에 미치는 영향성에 관한 연구

The influence of dynamic force balance on the estimation of dynamic uniaxial compression strength

초록

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료의 경우에는 역학적 강도의 하중속도 의존성을 보임에 따라 발파 및 충격해석에 있어 이를 반영코자 하는 노력이 증가하고 있다. 이와 같은 암석의 동적강도의 경우에는 순간적으로 높은 하중이 작용하는 동적하중의 가압특성에 따라 시험편 내의 응력평형상태를 고려한 평가가 수행되어야함이 제안된 바 있다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉 장비를 이용한 포천 화강암의 동적일축압축강도 실험을 통해 응력평형조건의 충족 유무에 따른 암석의 동적파괴과정 및 역학적 강도특성에 대해 고찰하였다. 연구결과 적절한 응력평형상태가 이루어지진 않은 상태에서 평가된 암석의 동적일축압축강도는 상대적으로 과소평가되는 것으로 나타났으며, 이는 하중의 가압면에서 발생하는 조기파괴에 따른 에너지 파괴에너지 손실 및 변형률속도 과대평가에 의한 것으로 판단되었다. 결론적으로 합리적인 동적강도 평가를 위해서는 암석의 변형거동특성에 대한 분석 및 파괴패턴에 대한 검토를 통한 응력평형조건의 세밀한 검증이 수반되어야 할 것으로 판단하였다.

Abstract

It has been an always issue for the blasting or the impact analysis to consider the strength characteristics of the rock materials associate with loading rate dependency. Due to the nature of transient loading, the dynamic rock test requires a careful technique to achieve the stress equilibrium state of the specimen. In this study, to investigate the relationship between the rock dynamic strength and the stress equilibrium state, a series of dynamic uniaxial compression tests for Pocheon granite were performed. As a result, the unbalanced stress state on the specimen can lead to the premature failure on the specimen and the less estimation of dynamic strength characteristic as well as the overestimation of strain rate. Consequently, a careful consideration of rock fracture process to achieve the dynamic force balance on the specimen should be required to make an reasonable evaluation of rock dynamic strength.

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