초록 ▼

1) 서보 제어 유압식 직접전단 시험기를 이용하여 일정수직강성 경계 조건에서 암석절리와 시멘트 복제시료에 대하여 전단시험을 수행하였다. 전단시험 중 마소파괴음 측정을 통하여 시험 경계 조건과 시료 모양에 따른 미소파괴음 특성을 분석하고， 음원 추적을 통하여 거칠기 손상과 거칠기 파라미터의 관계를 규명하였다.
2) 일정수직강성 조건에서 초기 조건과 거칠기에 따라 절리 거동의 구성모델을 제안하였다.
3) 2 개 의 개별접촉으로 분해하여 해석하던 선-선 접촉을 하나의 해석으로 묶은 접촉쌍의 개념을 이용한 새로운 선 선 접촉의

1) 서보 제어 유압식 직접전단 시험기를 이용하여 일정수직강성 경계 조건에서 암석절리와 시멘트 복제시료에 대하여 전단시험을 수행하였다. 전단시험 중 마소파괴음 측정을 통하여 시험 경계 조건과 시료 모양에 따른 미소파괴음 특성을 분석하고， 음원 추적을 통하여 거칠기 손상과 거칠기 파라미터의 관계를 규명하였다.
2) 일정수직강성 조건에서 초기 조건과 거칠기에 따라 절리 거동의 구성모델을 제안하였다.
3) 2 개 의 개별접촉으로 분해하여 해석하던 선-선 접촉을 하나의 해석으로 묶은 접촉쌍의 개념을 이용한 새로운 선 선 접촉의 상태를 정의하고 이에 따른 새로운 전단거동 결정 방법과 개폐수렴반복해석에서의 수렴조건을 제시하였다.
4) 개발된 선-선 접촉 해석 기법을 바탕으로， Barton-Bandis 절리 모델을 이용하여 단일 절리면 수치 해석을 수행하였다.
5) 2차원 불연속변형해석 기법에 록볼트와 솟크리트에 의한 지보효과를 구현하였으며， 동적해석을 가능하게 하여 해석 영역에 발생하는 대변위를 더욱 효율적으로 해석할수 있도록 하였다.
6) 3차원 블록구성 알고리듬을 적용하여 3차원 절라망 형성 및 블록 판별 알고리듬을 적용한 불연속 해석기법을 개발. 3차원 절리망 형성 및 블록판별을 이용하여 입력자료를 형성하고， 이를 이용하는 3차원 불연속병형해석 프로그램 개발하였다.
절리군의 통계자료를 활용하여 불연속면을 생성할 수 있는 알고리듬 개발하였다.
7) 2차원 불연속 변형해석의 연구결과를 바탕으로 3차원 불연속 변형해석 프로그램 개발하였다. 이를 위해 블록간의 접촉을 수학적으로 단순화하여 표현하고， 효율적인 3차원 해석이 가능하도록 하는 알고리듬을 개발하였고 또한 3차원 해석결과를 가시적으로 보여줄 수 있는 3차원 가시화 프로그램 개발하였다.
8) 3차원 불연속 변형해석 프로그램에 지보요소를 적용하였다.
9) 3차원 불연속 변형해석 프로그램의 수학적 타당성을 검증하고， 현장 적용 가능성 확인하였다.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 요약문 ...3
• 목차 ...9
• CONTENTS ...13
• 제 1 장 서 론 ...16
• 1.1 연구 배경 및 목적 ...16
• 1.2 연구 개발 내용 ...18
• 1.3 연구추진 체계 ...22
• 1.4 연차별 연구성과 ...23
• 1.4.1 1차년도 연구성과 ...23
• 1.4.2 2차년도 연구성과 ...24
• 1.4.3 3차년도 연구성과 ...24
• 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...26
• 제3장 1차년도 연구 수행 내용 ...28
• 3.1 암반 절리 거칠기의 정량화 ...28
• 3.1.1 거칠기 파라미터 ...29
• 3.1.2 3차원 레이저 거칠기 측정 장치 ...35
• 3.1.3 거칠기 정량화 ...37
• 3.1.4 절리표면 형상의 수학적 모델리 기법 ...45
• 3.2 서보제어 직접전단 시험 장치 ...52
• 3.2.1 시료의 특성 및 시험편 제작 ...52
• 3.2.2 실험 장치 ...59
• 3.2.3 CNS, CNL 조건의 실험 방법 및 계획 ...67
• 3.2.4 직접 전단 시험기의 검증 ...74
• 3.3 실험 결과 및 분석 ...82
• 3.3.1 일정 수직하중(CNL) 조건의 실험결과 ...82
• 3.3.2 일정수직강성(CNS) 조건의 실험결과 ...92
• 3.3.3 미소파괴음을 이용한 절리면 전단거동 고찰 ...104
• 3.4 불연속면 거동 및 구성모델(안) ...121
• 3.4.1 일정수직강성(CNS) 조건의 절리면 거동 및 구성모델(안) ...121
• 3.4.2 경계조건과 초기조건에 따른 설계 정수(마찰각) 비교 ...135
• 3.5 2차원 불연속변형해석(DDA)의 선-선 접촉해석 기법 개발 ...143
• 3.5.1 접촉의 형태와 선-선 접촉의 문제점 ...143
• 3.5.2 절리면 해석을 위한 선-선 접촉 해석기법 개발 ...149
• 3.5.3 Barton-Bandis 모델 적용과 알고리듬 검증 ...164
• 제4장 2차년도 연구 수행 내용 ...185
• 4.1 불연속면 전단거동 수치해석 ...185
• 4.1.1 UDEC BB 모델 ...189
• 4.1.2 해석적 방법(JRC-JCS 모델) ...199
• 4.1.3 지반 탄성정수 산정(안) ...207
• 4.2 불연속면 연결망 모델의 구성 및 현장 적용 ...211
• 4.2.1 불연속연결망모델의 구성 ...211
• 4.3 2차원 불연속 변형해석의 지보재 적용 ...238
• 4.3.1 록볼트에 의한 보강효과 구현 ...238
• 4.3.2 숏크리트에 의한 보강효과 구현 ...253
• 4.3.3 동적해석 구현 ...258
• 제5장 3차년도 연구 수행내용(1) : 3차원 암반블록의 구성 ...263
• 5.1 불연속면과 3차원 암반 블록, 다면체 ...265
• 5.1.1 3차원 공간산의 불연속면 ...265
• 5.1.2 3차원 암반블록(다면체) ...267
• 5.2 3차원 블록의 구성요소 ...267
• 5.3 3차원 암반 블록의 자료구조 ...270
• 5.4 3차원 블록 구성 알고리듬 ...271
• 5.4.1 입.출력 ...271
• 5.4.2 순서도 ...272
• 5.4.3 새로운 절점과 지향모서리의 생성 ...274
• 5.4.4 회로 탐색 ...277
• 5.4.5 지향면 탐색 ...281
• 5.4.6 지향 다면체 탐색 ...281
• 5.5 3차원 블록 판별 알고리즘의 구현 ...285
• 5.5.1 3차원 블록 판별 프로그램 BLOCK ...285
• 5.5.2 BLOCK 프로그램의 구조와 클래스 ...296
• 5.5.3 BLOCK 프로그램의 검증 및 적용 ...297
• 제6장 3차년도 연구 수행내용 (2) : 3차원 불연속 변형해석 프로그램 개발 ...333
• 6.1 3차원 불연속 변형해석 기본이론 ...333
• 6.1.1 변위변수와 변위함수 ...333
• 6.1.2 평형방정식 ...335
• 6.2 3차원 블록접촉 정의 ...338
• 6.2.1 블록 입력자료와 접촉 가능 블록 찾기 ...338
• 6.2.2 거리에 의한 접촉 찾기 ...347
• 6.2.3 위치 관계에 의한 접촉 찾기 ...351
• 6.2.4 접촉의 단순화 ...353
• 6.3 블록의 접촉에 의한 부행렬 ...355
• 6.3.1 수직접촉 부행렬 ...355
• 6.3.2 전단접촉 부행렬 ...358
• 6.3.3 마찰력 부행렬 ...361
• 6.4 록볼트 지보재 적용 ...363
• 6.5 프로그램의 검증 ...367
• 6.5.1 단일 블록의 응력, 변형률 ...367
• 6.5.2 블록의 접촉 정의 및 접촉처리 ...369
• 6.5.3 쐐기의 미끄러짐에 대한 해석 ...372
• 제7장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ...374
• 7.1 연구개발목표 달성도 ...374
• 7.2 기여도 ...378
• 7.2.1 기술적 성과 및 파급효과 ...378
• 7.2.2 시장성 및 경재적 기대성과 ...379
• 제8장 연구개발결과의 활용계획 ...380
• 제9장 참고문헌 ...382