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화약·발파 = Explosives & blasting, v.37 no.1, 2019년, pp.14 - 23
오세욱 (전북대학교 자원.에너지공학과) , 민경조 (전북대학교 자원.에너지공학과) , 박세웅 (전북대학교 자원.에너지공학과) , 박훈 ((주)코리아카코) , 석철기 ((주)코리아카코) , 조상호 (전북대학교 자원.에너지공학과)
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.
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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 stat...
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| 핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
|---|---|---|
| SHPB 시스템은 무엇인가? | 본 연구에서 암석의 동적일축압축강도 평가에 사용된 SHPB 시스템은 약 1/s에서 104/s 사이의 변형률 속도 조건에서 재료의 동적물성평가에 이상적인 실험장비로 알려져 있다(Xia et al., 2015). | |
| SHPB 시스템을 이용한 화강암의 동적일축압축강도 평가를 통해 역학적 강도 특성에 대한 고찰실험 시에 응력-변형률곡선에 대하여 어떤 결과가 나오는가? | (3) 응력-변형률곡선에 대한 분석결과 응력평형조건이 이루어지지 못한 상태에서 파괴가 발생할 경우, 불안정한 조기파괴로 인해 시험편마다 각기 다른 하중경화특성을 나타내었으며, 실험시스템으로부터 시험편이 해방되면서 매우 짧은 시간 만에 하중이 대부분 제거되는 형태의 연화거동을 보이는 것으로 판단되었다. | |
| SHPB 시스템을 이용한 암석의 동적특성평가 할 때 고려할 점은? | 암석의 동적강도특성 및 하중속도 의존성의 평가에는 스플릿 홉킨슨 압력봉(Split Hopkinson Pressuer Bar, SHPB)장비를 이용한 실험기법이 널리 사용되고 있다. SHPB 시스템을 이용한 암석의 동적특성평가는 기법 자체의 원리는 비교적 단순한편이나, 합리적 결과의 도출을 위해서는 평가조건 및 결과분석에 대한 세밀한 고려가 필요시된다. 이에 대한 대표적인 사안이 시험편의 응력평형상태(Stress equilibrium state)충족에 대한 부분으로, 이는 역학적 특성 산정결과에 직접적인 영향을 미칠 수 있는 중요한 요인 중 하나로 알려져 있다(Zhou etal. |
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최미진, 조상호, 양형식, 2008, 스플릿 홉킨슨 바(SHPB)를 이용한 이방성 화강암의 동적파괴거동 연구, 한국암반공학회지, 18권, 3호, 214-218.
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