[논문]일축압축시험과 반복재하시험을 이용한 암석의 손상특성 분석

정진영; 장현식; 장보안

doi:10.9720/kseg.2021.2.149

일축압축시험과 반복재하시험을 이용한 암석의 손상특성 분석
Damage Characteristics of Rocks by Uniaxial Compression and Cyclic Loading-Unloading Test 원문보기

지질공학 = The journal of engineering geology, v.31 no.2, 2021년, pp.149 - 163

정진영 (강원대학교 지구물리학과) , 장현식 (강원대학교 지구물리학과) , 장보안 (강원대학교 지구물리학과)

초록
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특성이 서로 다른 화강암, 대리암 그리고 사암에 대하여 일축압축시험과 반복재하시험을 실시하여 암석의 손상특성을 분석하였다. 일축압축시험으로 암석들의 강도, 탄성상수 그리고 손상기준응력을 결정하였고 이를 반복재하시험의 결과와 비교하였다. 반복재하시험으로 측정된 암석들의 평균 강도는 일축압축시험으로 측정된 값보다 약간 작거나 유사였다. 특히 강도가 높고 공극률이 낮은 암석들이 공극률이 매우 큰 연약한 암석들에 비해 반복하중에 의한 피로현상에 더 민감하였다. 반복 재하-제하 과정에서 발생되는 암석의 영구변형률은 암종에 따라 약간의 차이는 있으나 암석의 손상상태를 파악할 수 있는 유용한 도구로 활용할 수 있다는 것을 확인하였다. 특히 응력-누적영구변형률 곡선은 화강암과 대리암에 대하여 균열손상응력을 추정할 수 있는 가능성을 보여주었다. 시험과정에 미소파괴음을 측정하여 암석의 손상상태를 판단할 수 있는 펠리시티 비를 계산하였다. 공극이 매우 많고 연약한 사암은 미소파괴음의 방출이 매우 미약하여서 펠리시티 비의 계산에 어려움이 있었다. 반면 공극이 적고 취성의 특성을 보이는 화강암과 대리임의 경우 반복재하단계에서 계산된 펠리시티 비를 통하여 암석의 균열손상응력을 추정할 수 있는 가능성을 보여주었다. 향후 더 많은 시료와 다양한 종류의 암석을 대상으로 추가적인 시험을 진행하여 공통적인 결과를 도출한다면 유사한 조건을 갖는 암반의 손상과 변형 거동을 파악하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

Damage characteristics of granite, marble and sandstone whose properties were different were investigated by uniaxial compression test and cyclic loading-unloading test. Strength, elastic constants and damage threshold stresses were measured by uniaxial compression test and were compared with those measured by cyclic loading-unloading test. Average rock strengths measured by cyclic loading-unloading test were either lower than or similar with those measured by uniaxial compression test. Rocks with high strength and low porosity were more sensitive to fatigue than that with low strength and high porosity. Although permanent strains caused by cyclic loading-unloading were different according to rock types, they could be good indicators representing damage characteristics of rock. Damage threshold stress of granite and marble might be measured from stress-permanent strain curves. Acoustic emissions were measured during both tests and felicity ratios which represented damage characteristics of rocks were calculated. Felicity ratio of sandstone which was weak in strength and highly porous could not be calculated because of very few measurements of acoustic emissions. On the other hand, damage threshold could be predicted from felicity ratios of granite and marble which were brittle and low in porosity. The deformation behaviors and damage characteristics of rock mass could be investigated if additional tests for various rock types were performed.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Stress-strain diagram showing elements of crack development (Martin and Chandler, 1994)
표 Table 1. Physical and mechanical properties of samples
그림 Fig. 2. Test apparatus (a) UTM-97001, (b) Extensometer, (c) Equipments for Acoustic Emission (AE) measurements.
표 Table 2. Peak stresses (σ_i) at each loading cycle and failure stress by cyclic loading-unloading. % represents the ratio of peak stress to the failure stress
그림 Fig. 3. Stress-strain curves measured by uniaxial compression and cyclic loading-unloading of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone.
그림 Fig. 4. Strengths measured by uniaxial compression and cyclic loading-unloading of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone. ◯ and △ represent strengths measured by uniaxial compression and cyclic loading-unloading, respectively.
그림 Fig. 5. Elastic moduli measured at each loading-unloading cycle pf (a) granite, (b) marble and (c) sandstone. ■ and ● represent elastic moduli measured at loading cycle and unloading cycle, respectively. Dashed line represents the elastic modulus measured by uniaxial compression.
표 Table 3. Damage threshold stresses measured by uniaxial compression
그림 Fig. 6. Volumetric strain curves and crack damage thrsholds determined at each loading-unloading cycle of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone.
표 Table 4. Crack damage thresholds measured by cyclic loading-unloading test
그림 Fig. 7. Permanent strain produced by cyclic loading-loading of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone. Permanent strain was plotted peak stress of each cycle.
그림 Fig. 8. Permanent deformation moduli by cyclic loading-unloading of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone. Permanent deformation modulus was plotted at peak stress of each cycle.
그림 Fig. 9. AE counts and accumulated AE counts produced by uniaxial compression for (a) granite, (b) marble and (c) sandstone.
그림 Fig. 10. AE counts and accumulated AE counts produced by cyclic loading-unloading for (a) granite, (b) marble and (c) sandstone.
그림 Fig. 11. Felicity ratios calculated at each cycle of (a) granite, (b) marble and (c) sandstone. Felicity ratios were plotted at peak stress of each cycle.

AI 본문요약
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문제 정의

반면에 반복재하시험(cyclic loading-unloading test)은 시험은 복잡하나 반복적인 재하-제하를 통해 반복하중이 작용하는 자연환경을 더욱 잘 모사할 수 있으며, 응력에 따라 발생하는 영구변형과 미소파괴음 분석 등을 통해 손상 추정과 손상에 따른 물성의 변화를 측정할 수 있다. 그러므로 이 연구에서는 서로 다른 물리적, 역학적 특징을 갖는 화강암, 대리암, 사암에 일축압축시험과 반복재하시험을 수행하여 단순하중과 반복하중이 작용할 때 암석의 종류에 따른 손상특성을 비교, 분석하였다. 두 종류의 압축시험에서 각각의 암석마다 손상구간을 구분하여 비교하고, 응력 수준에 따른 영구변형의 발생 양상을 암석의 물리적, 역학적 특징 관점에서 분석하였다.

제안 방법

각 단계의 최대 재하응력을 일축압축강도의 약 10%, 20%, 30% … 로 설정하였으며, 각각 1단계, 2단계, 3단계 등으로 명명하였다(Table 2).
그러므로 이 연구에서는 서로 다른 물리적, 역학적 특징을 갖는 화강암, 대리암, 사암에 일축압축시험과 반복재하시험을 수행하여 단순하중과 반복하중이 작용할 때 암석의 종류에 따른 손상특성을 비교, 분석하였다. 두 종류의 압축시험에서 각각의 암석마다 손상구간을 구분하여 비교하고, 응력 수준에 따른 영구변형의 발생 양상을 암석의 물리적, 역학적 특징 관점에서 분석하였다. 또한, 시험이 진행되는 동안 발생한 미소파괴음을 측정하여 그 특성을 암석의 종류별, 시험별로 비교하였으며, 펠리시티 비의 변화로부터 암석의 손상을 파악하였다.
두 종류의 압축시험에서 각각의 암석마다 손상구간을 구분하여 비교하고, 응력 수준에 따른 영구변형의 발생 양상을 암석의 물리적, 역학적 특징 관점에서 분석하였다. 또한, 시험이 진행되는 동안 발생한 미소파괴음을 측정하여 그 특성을 암석의 종류별, 시험별로 비교하였으며, 펠리시티 비의 변화로부터 암석의 손상을 파악하였다.
물리적, 역학적 특성이 서로 다른 포천 화강암, 정선 대리암 그리고 중국 산지의 공극률이 약 11%인 사암에 대하여 일축 압축시험과 반복재하시험을 실시하여 암석의 손상특성을 분석하고 두 시험의 결과를 상호 비교하였다. 반복재하시험으로 측정된 포천 화강암과 정선 대리암의 평균 강도는 일축압축시험으로 측정된 평균 강도보다 7~12% 낮고 각 시료들의 측정값 들도 상당히 분산된 값을 보였다.
반복재하시험 과정에서 측정된 미소파괴음은 일축압축시험 때와는 다르게 불연속적인 신호가 주로 발생하고 있으며, 미소파괴음 계수의 생성 규모는 일축압축시험에서 측정된 계수보다 크게 증가하여, 반복된 재하-제하가 시료 내부에 더 많은 규모의 균열을 생성하고 있음을 보여주었다. 미소파괴음 측정결과로부터 암석의 손상상태를 판단할 수 있는 펠리시티 비를 계산하였다. 포천 화강암과 정선 대리암은 균열손상응력과 유사한 재하단계에서부터 0.
이는 초기재하 시 하중과 수직한 방향으로 배열된 기존의 공극이나 미세균열이 닫히며 많은 양의 축 방향 영구변형을 일으키는 반면에, 응력이 증가할수록 하중과 평행한 방향으로 인장균열이 지속적으로 발생하여 횡 방향 영구변형이 크게 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 이러한 암석의 손상과정을 재하 응력수준별 누적영구변형률을 이용하여 정성적으로 분석하였다. 포천 화강암의 응력-누적영구변형률 곡선은 3개의 직선 구간으로 나눌 수 있었으며, 각 구간의 경계 응력은 일축 압축시험으로 결정된 균열닫힘응력, 균열손상응력과 비교적 일치하였다.
일축압축시험은 축 방향 변위제어 방식으로 진행하였고, 재하속도는 평균 0.05 mm/min이었다. 반복재하시험은 또한 축 방향 변위제어 방식으로 수행되었으며, 재하속도와 제하속도는 각각 0.

대상 데이터

02 mm 이하가 되도록 연마 후 105℃의 오븐에서 24시간 건조하였다. 암석의 종류마다 6개의 시료를 제작해 일축압축시험과 반복재하시험에 각각 3개씩 사용하였다.
이 연구에서는 경기도 포천에서 산출된 화강암과 강원도 정선에서 채취한 대리암, 그리고 중국에서 석재로 수입된 사암을 사용하였다. 화강암은 입자크기가 3~9 mm인 중립질 또는 조립질 흑운모 화강암으로, 석영, 사장석, K-장석, 정장석 그리고 흑운모 등을 포함한다.

성능/효과

정선 대리암의 재하 단계별 탄성계수는 응력의 초기 단계에서부터 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보이며 점차 증가하다가 균열손상응력 이상의 재하 단계부터 탄성계수가 급격하게 감소하는 경향을 보여 암석이 연성으로 전이되는 현상을 잘 나타내었다. 공극률이 매우 높은 사암 역시 재하 단계가 높아질수록 탄성계수가 증가하는 경향을 보였으며 대부분의 재하 단계에서 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다. 전반적으로 암석에 반복적인 재하-제하 응력이작용되면 응력 축과 수직 방향으로 분포하는 미세균열이나 공극이 재하 시에 닫힌 후 제하 시에 열리지 않아서 암석의 강성은 지속적으로 높아지고, 높은 탄성계수 값을 나타낸 것으로 판단된다.
9 이상의 펠리시티 비를 보여 암석의 손상상태를 파악할 수 없었다. 공극이 매우 많고 연약한 사암의 경우에 반복 재하 시에 미소 파괴음의 방출이 매우 미약하여서 펠리시티 비의 계산에 어려움이 있었다. 반면 화강암과 대리암과 같이 공극이 적고 취성의특성을 보이는 암석의 경우에는 반복재하단계에서 계산된 펠리시티 비를 통하여 암석의 균열손상응력을 추정할 수 있는 가능성을 보여주었다.
9 이하의 페리시티 비를 보였다. 그러나 공극률이 매우 큰 사암은 거의 모든 재하 단계에서 0.9 이상의 펠리시티 비를 보여 암석의 손상상태를 파악할 수 없었다. 공극이 매우 많고 연약한 사암의 경우에 반복 재하 시에 미소 파괴음의 방출이 매우 미약하여서 펠리시티 비의 계산에 어려움이 있었다.
반복 재하-제하 과정에서 발생되는 암석의 영구변형률은 암종에 따라 약간의 차이는 있으나 낮은 응력 단계에서는 비교적 적은 수준의 영구변형이 발생되다가 균열손상응력을 초과하거나 강도에 근접한 높은 응력 수준에서는 영구변형이 급격히 증가하는 경향을 보였다. 또한 세 종류의 암석 모두 낮은 응력 단계에서는 축 방향 영구변형률이 횡 방향 영구변형률 보다 우세했지만, 균열손상응력 수준 이상의 응력 단계에서는 횡 방향 영구변형률이 우세한 특징을 보였다. 이는 초기재하 시 하중과 수직한 방향으로 배열된 기존의 공극이나 미세균열이 닫히며 많은 양의 축 방향 영구변형을 일으키는 반면에, 응력이 증가할수록 하중과 평행한 방향으로 인장균열이 지속적으로 발생하여 횡 방향 영구변형이 크게 증가하기 때문인 것으로 판단된다.
포천 화강암의 응력-누적영구변형률 곡선은 3개의 직선 구간으로 나눌 수 있었으며, 각 구간의 경계 응력은 일축 압축시험으로 결정된 균열닫힘응력, 균열손상응력과 비교적 일치하였다. 또한 정선 대리암의 응력-누적영구변형률 곡선은 2개의 직선 구간으로 나눌 수 있었고 구간의 경계응력은 균열손상응력과 비교적 일치하였다. 반면 사암의 응력-누적 영구변형률 곡선은 구간의 구분없이 비교적 선형으로 나타나 화강암과 대리암의 경우처럼 암석의 손상기준응력과 비교할 수 없었다.
반복재하시험으로 측정된 포천 화강암과 정선 대리암의 평균 강도는 일축압축시험으로 측정된 평균 강도보다 7~12% 낮고 각 시료들의 측정값 들도 상당히 분산된 값을 보였다. 반면 사암의 경우에는 반복재하시험과 일축압축시험으로 측정된 평균 압축강도가 3% 이하의 차이로 서로 유사였고 각 시료들의 측정값들도 분산이 크지 않았다. 이는 강도가 높고 공극률이 낮은 암석들이 공극률이 매우 큰 연약한 암석들에 비해 반복하중에 의한 피로현상에 더 민감하다는 것을 보여준다.
또한 정선 대리암의 응력-누적영구변형률 곡선은 2개의 직선 구간으로 나눌 수 있었고 구간의 경계응력은 균열손상응력과 비교적 일치하였다. 반면 사암의 응력-누적 영구변형률 곡선은 구간의 구분없이 비교적 선형으로 나타나 화강암과 대리암의 경우처럼 암석의 손상기준응력과 비교할 수 없었다. 이러한 결과는 공극이 많이 않은 취성암석의 경우에는 반복재하과정에서 발생되는 누적변형률로부터 암석의 균열손상응력 수준을 예측할 수 있다는 것을 보여준다.
공극이 매우 많고 연약한 사암의 경우에 반복 재하 시에 미소 파괴음의 방출이 매우 미약하여서 펠리시티 비의 계산에 어려움이 있었다. 반면 화강암과 대리암과 같이 공극이 적고 취성의특성을 보이는 암석의 경우에는 반복재하단계에서 계산된 펠리시티 비를 통하여 암석의 균열손상응력을 추정할 수 있는 가능성을 보여주었다.
반복 재하-제하 과정에서 발생되는 암석의 영구변형률은 암종에 따라 약간의 차이는 있으나 낮은 응력 단계에서는 비교적 적은 수준의 영구변형이 발생되다가 균열손상응력을 초과하거나 강도에 근접한 높은 응력 수준에서는 영구변형이 급격히 증가하는 경향을 보였다. 또한 세 종류의 암석 모두 낮은 응력 단계에서는 축 방향 영구변형률이 횡 방향 영구변형률 보다 우세했지만, 균열손상응력 수준 이상의 응력 단계에서는 횡 방향 영구변형률이 우세한 특징을 보였다.
일축압축시험을 수행하는 동안 암석 시료에서 발생한 미소파괴음(AE)은 대부분 연속적인 신호를 보이며, 암석이 파괴되기 직전에 가장 많은 신호를 방출하였다. 반복재하시험 과정에서 측정된 미소파괴음은 일축압축시험 때와는 다르게 불연속적인 신호가 주로 발생하고 있으며, 미소파괴음 계수의 생성 규모는 일축압축시험에서 측정된 계수보다 크게 증가하여, 반복된 재하-제하가 시료 내부에 더 많은 규모의 균열을 생성하고 있음을 보여주었다. 미소파괴음 측정결과로부터 암석의 손상상태를 판단할 수 있는 펠리시티 비를 계산하였다.
일축압축시험에서는 하나의 균열손상응력이 측정되지만 반복재하시험에서는 재하 단계가 증가됨에 따라 여러개의 균열손상응력이 측정되었다. 반복재하시험 시 가정 먼저 측정된 균열손상응력은 전반적으로 일축압축시험으로 측정된 균열손상응력보다 낮은 값을 보였으며, 재하 단계가 증가될수록 균열손상응력은 점차 증가하다가 최대값을 보인 후 다시 서서히 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 균열손상응력보다 큰 압축응력을 가하더라도 응력을 다시 제하(unloading) 하면 암석 내에 발달한 불안정한 균열은 다시 안정화되어, 이어진 반복 재하에서는 이전의 균열손상응력보다 큰 응력에서 불안정한 균열이 생성되는 것으로 판단된다.
이는 강도가 높고 공극률이 낮은 암석들이 공극률이 매우 큰 연약한 암석들에 비해 반복하중에 의한 피로현상에 더 민감하다는 것을 보여준다. 반복재하시험에서 포천 화강암의 재하 단계별 탄성계수는 초기 단계에는 일축압축응력에서 측정된 탄성계수보다 낮으나 재하 단계가 높아질수록 지속적으로 증가하여 응력이 강도의 60%를 넘어선 이후 때부터는 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다. 정선 대리암의 재하 단계별 탄성계수는 응력의 초기 단계에서부터 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보이며 점차 증가하다가 균열손상응력 이상의 재하 단계부터 탄성계수가 급격하게 감소하는 경향을 보여 암석이 연성으로 전이되는 현상을 잘 나타내었다.
물리적, 역학적 특성이 서로 다른 포천 화강암, 정선 대리암 그리고 중국 산지의 공극률이 약 11%인 사암에 대하여 일축 압축시험과 반복재하시험을 실시하여 암석의 손상특성을 분석하고 두 시험의 결과를 상호 비교하였다. 반복재하시험으로 측정된 포천 화강암과 정선 대리암의 평균 강도는 일축압축시험으로 측정된 평균 강도보다 7~12% 낮고 각 시료들의 측정값 들도 상당히 분산된 값을 보였다. 반면 사암의 경우에는 반복재하시험과 일축압축시험으로 측정된 평균 압축강도가 3% 이하의 차이로 서로 유사였고 각 시료들의 측정값들도 분산이 크지 않았다.
반면 사암의 경우에는 반복재하시험과 일축압축시험으로 측정된 평균 압축강도가 3% 이하의 차이로 서로 유사였고 각 시료들의 측정값들도 분산이 크지 않았다. 이는 강도가 높고 공극률이 낮은 암석들이 공극률이 매우 큰 연약한 암석들에 비해 반복하중에 의한 피로현상에 더 민감하다는 것을 보여준다. 반복재하시험에서 포천 화강암의 재하 단계별 탄성계수는 초기 단계에는 일축압축응력에서 측정된 탄성계수보다 낮으나 재하 단계가 높아질수록 지속적으로 증가하여 응력이 강도의 60%를 넘어선 이후 때부터는 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다.
또한 세 종류의 암석 모두 낮은 응력 단계에서는 축 방향 영구변형률이 횡 방향 영구변형률 보다 우세했지만, 균열손상응력 수준 이상의 응력 단계에서는 횡 방향 영구변형률이 우세한 특징을 보였다. 이는 초기재하 시 하중과 수직한 방향으로 배열된 기존의 공극이나 미세균열이 닫히며 많은 양의 축 방향 영구변형을 일으키는 반면에, 응력이 증가할수록 하중과 평행한 방향으로 인장균열이 지속적으로 발생하여 횡 방향 영구변형이 크게 증가하기 때문인 것으로 판단된다. 이러한 암석의 손상과정을 재하 응력수준별 누적영구변형률을 이용하여 정성적으로 분석하였다.
반면 사암의 응력-누적 영구변형률 곡선은 구간의 구분없이 비교적 선형으로 나타나 화강암과 대리암의 경우처럼 암석의 손상기준응력과 비교할 수 없었다. 이러한 결과는 공극이 많이 않은 취성암석의 경우에는 반복재하과정에서 발생되는 누적변형률로부터 암석의 균열손상응력 수준을 예측할 수 있다는 것을 보여준다.
반복재하시험 시 가정 먼저 측정된 균열손상응력은 전반적으로 일축압축시험으로 측정된 균열손상응력보다 낮은 값을 보였으며, 재하 단계가 증가될수록 균열손상응력은 점차 증가하다가 최대값을 보인 후 다시 서서히 감소하는 경향을 보였다. 이러한 결과는 균열손상응력보다 큰 압축응력을 가하더라도 응력을 다시 제하(unloading) 하면 암석 내에 발달한 불안정한 균열은 다시 안정화되어, 이어진 반복 재하에서는 이전의 균열손상응력보다 큰 응력에서 불안정한 균열이 생성되는 것으로 판단된다.
일축압축시험에서는 하나의 균열손상응력이 측정되지만 반복재하시험에서는 재하 단계가 증가됨에 따라 여러개의 균열손상응력이 측정되었다. 반복재하시험 시 가정 먼저 측정된 균열손상응력은 전반적으로 일축압축시험으로 측정된 균열손상응력보다 낮은 값을 보였으며, 재하 단계가 증가될수록 균열손상응력은 점차 증가하다가 최대값을 보인 후 다시 서서히 감소하는 경향을 보였다.
일축압축시험을 수행하는 동안 암석 시료에서 발생한 미소파괴음(AE)은 대부분 연속적인 신호를 보이며, 암석이 파괴되기 직전에 가장 많은 신호를 방출하였다. 반복재하시험 과정에서 측정된 미소파괴음은 일축압축시험 때와는 다르게 불연속적인 신호가 주로 발생하고 있으며, 미소파괴음 계수의 생성 규모는 일축압축시험에서 측정된 계수보다 크게 증가하여, 반복된 재하-제하가 시료 내부에 더 많은 규모의 균열을 생성하고 있음을 보여주었다.
공극률이 매우 높은 사암 역시 재하 단계가 높아질수록 탄성계수가 증가하는 경향을 보였으며 대부분의 재하 단계에서 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다. 전반적으로 암석에 반복적인 재하-제하 응력이작용되면 응력 축과 수직 방향으로 분포하는 미세균열이나 공극이 재하 시에 닫힌 후 제하 시에 열리지 않아서 암석의 강성은 지속적으로 높아지고, 높은 탄성계수 값을 나타낸 것으로 판단된다.
반복재하시험에서 포천 화강암의 재하 단계별 탄성계수는 초기 단계에는 일축압축응력에서 측정된 탄성계수보다 낮으나 재하 단계가 높아질수록 지속적으로 증가하여 응력이 강도의 60%를 넘어선 이후 때부터는 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다. 정선 대리암의 재하 단계별 탄성계수는 응력의 초기 단계에서부터 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보이며 점차 증가하다가 균열손상응력 이상의 재하 단계부터 탄성계수가 급격하게 감소하는 경향을 보여 암석이 연성으로 전이되는 현상을 잘 나타내었다. 공극률이 매우 높은 사암 역시 재하 단계가 높아질수록 탄성계수가 증가하는 경향을 보였으며 대부분의 재하 단계에서 일축압축에 의한 탄성계수보다 큰 값을 보였다.
미소파괴음 측정결과로부터 암석의 손상상태를 판단할 수 있는 펠리시티 비를 계산하였다. 포천 화강암과 정선 대리암은 균열손상응력과 유사한 재하단계에서부터 0.9 이하의 페리시티 비를 보였다. 그러나 공극률이 매우 큰 사암은 거의 모든 재하 단계에서 0.
이러한 암석의 손상과정을 재하 응력수준별 누적영구변형률을 이용하여 정성적으로 분석하였다. 포천 화강암의 응력-누적영구변형률 곡선은 3개의 직선 구간으로 나눌 수 있었으며, 각 구간의 경계 응력은 일축 압축시험으로 결정된 균열닫힘응력, 균열손상응력과 비교적 일치하였다. 또한 정선 대리암의 응력-누적영구변형률 곡선은 2개의 직선 구간으로 나눌 수 있었고 구간의 경계응력은 균열손상응력과 비교적 일치하였다.

후속연구

본 연구는 실내 실험 환경에서 적은 수의 시료를 대상으로 실험하였기에 시험결과를 일반화하는 데에는 다소 한계가 있을 것으로 생각된다. 그러므로 향후 더 많은 시료와 다양한 종류의 암석을 대상으로 추가적인 시험을 진행하여 공통적인 결과를 도출한다면 유사한 조건을 갖는 암반의 손상과 변형 거동을 파악하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구는 실내 실험 환경에서 적은 수의 시료를 대상으로 실험하였기에 시험결과를 일반화하는 데에는 다소 한계가 있을 것으로 생각된다. 그러므로 향후 더 많은 시료와 다양한 종류의 암석을 대상으로 추가적인 시험을 진행하여 공통적인 결과를 도출한다면 유사한 조건을 갖는 암반의 손상과 변형 거동을 파악하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

참고문헌 (19)

Chang, S.H., Seto, M., Lee, C.I., 2001, Damage and fracture characteristics of Kimachi sandstone in uniaxial compression, Geosystem Engineering, 4(1), 18-26.

상세보기
Chang, S.H., Lee, C.I., 2005, An experimental study on the determination of damage thresholds in rock at different stress levels, Explosives and Blasting, 23(4), 31-44 (in Korean with English abstract).
Deere, D.U., Miller, R.P., 1966, Engineering classification and index properties for intact rock, Illinois Univ. at Urbana, Dept. of Civil Engineering, 300p.
Goodman, R.E., 1989, Introduction to Rock Mechanics, 2nd Edition, Wiley, 562p.
Guo, J., Feng, G.R., Qi, T.Y., Wang, P., Yang, J., Li, Z., Bai, J., Du, X., Wang, Z., 2018, Dynamic mechanical behavior of dry and water saturated igneous rock with acoustic emission monitoring, Shock and Vibration, 2018, 1-14.

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Hardy, H.R., 1977, Emergence of acoustic emission/microseismic activity as a tool in geomechanics, Proceedings of the of First Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, 13-31.
Jang, H.S., Ma, Y.S., Jang, B.A., 2006, Acoustic emission property and damage estimation of rock due to cyclic loading, The Journal of Engineering Geology, 16(3), 235-244 (in Korean with English abstract).
Jang, H.S., Jang, B.A., 2018, Determination of damage thresholds and acoustic emission characteristics of Pocheon granite under uniaxial compression, The Journal of Engineering Geology, 28(3), 349-365.

원문보기 상세보기
Kaiser, J., 1950, Untersuchungen uber das Auftreten Geraushen beim Zugversuch (An investigation into the occurrence of noises in tensile tests), Ph.D. Thesis, Technische Hochschule Munchen, Munich, Germany.
Kim, Y.H., Jang, B.A., Kim, J.D., Rhee, C.G., Moon, B.K., 1997, P wave velocity variation of the Pochon granite due to the cyclic loadings, Economic and Environmental Geology, 30(3), 231-240 (in Korean with English abstract).
Kwag, S.M., Jung, Y.W., Kim, G.W., 2013, Engineering properties of red shale and black shale of the Daegu area, Korea, The Journal of Engineering Geology, 23(4), 341-352 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Lee, C.S., Lee, K.S., Kim, J.S., Choi, H.J., 2012, Damage assessment of two-mica granite under uniaxial cyclic incremental loading using acoustic emission, Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 12(6), 115-124 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Li, D., Wang, E., Kong, X., Jia, H., Wang, D., Ali, M., 2019, Damage precursor of construction rocks under uniaxial cyclic loading tests analyzed by acoustic emission, Construction and Building Materials, 206, 169-178.

상세보기
Martin, C.D., Chandler, N.A., 1994, The progressive fracture of Lac du Bonnet granite, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 31(6), 643-659.

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Meng, Q., Zhang, M., Han, L., Pu, H., Chen, Y., 2018, Acoustic emission characteristics of red sandstone specimens under uniaxial cyclic loading and unloading compression, Rock Mechanics and Rock Engineering, 51(4), 969-988.

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Na, T.Y., 2014, Mechanical behavior of granite and sandstone under cyclic loading, MSc Thesis, Chosun University, 57p (in Korean with English abstract).
Seto, M., Nag, D.K., Vutukuri, V.S., 1996, Evaluation of rock mass damage using acoustic emission technique, Rock Fragmentation by Blasting, 24, 139-145.
Shim, H.J., 1999, A study on the measurement of acoustic emission and deformation behaviors of rock and concrete, MSc Thesis, Seoul National University, 81p (in Korean with English abstract).
Zhou, Z., Wang, H., Cai, X., Chen, L., Cheng, R., 2019, Damage evolution and failure behavior of post-mainshock damaged rocks under aftershock effects, Energies, 12(23), 4429.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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