Notch Sensitivity Analysis for the Rock Fracture Toughness

암석의 파괴인성계수와 균열감응도의 해석

  • 백환조 (강원대학교 자원공학과)
  • Published : 1997.06.01

Abstract

암석의 파괴인성계수(fracture toughness)는 균열의 성장에 대한 암석의 저항을 나타낸다. 실험실에서 측정한 파괴인성계수는 일반적인 암석의 불균질성이나 이방성 외에도 시험편의 형상이나 하중조건에 의하여 크게 영향을 받는다. 따라서, 제한된 수의 시험편을 사용하여 측정된 파괴인성계수는 자료의 분산이 심하므로 실제 적용에 있어서 문제가 된다. 균열감응도란 파괴인성계수의 측정에 사용되는 시험편의 형상에 따라 결정되는 지수로서, 시험편의 파괴가 균열의 성장에 의한 것인지, 혹은 인장강도에 의한 것인지를 판별하는 기준이 된다. 이러한 균열감응도를 파악하여 암석의 파괴인성계수 측정에 유효한 시험편의 크기나 초기균열 길이의 범위를 설정할 수 있다. 이는 또한 실험실에서 측정된 차괴인성계수의 유효성 여부를 판별하는 기준으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 암석의 파괴인성계수의 측정에 흔히 사용되는 몇 가지 형태의 시험편들에 대하여 균열감응도를 계산하고 이에 따른 초기균열 길이의 범위를 제시하고자 한다.

Keywords

References

  1. Engineering Geology v.33 no.3 Rock fracture-toughness determination by the brazilian test Guo, H.;Aziz, N. I.;Schmidt, L. C.
  2. Standard test methods for plane-strain fracture toughness of meterials ANSI/ASTM Designation: E399-78a
  3. Ph. D. Dissertation, Dept. of Civil Engineering, The University of Texas at Austin Evaluation of fracture mechanics properties and microstructural observations of rock fractures Baek, H.
  4. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.25 no.2 Suggestive methods for determining the fracture toughness of rock ISRM commission on testing methods
  5. Fracture mechanics methods for ceramics, rocks, and concretes, ASTM STP 745 Extension of the compliance and stress intensity formulas for the single edge crack round bars in bending Ouchterlony, F.
  6. Engineering Fracture Mechanics v.13 no.4 Fracture toughness determination of brittle materials using small to extremely small specimens Szendi-Horvath, G.
  7. Engineering Fracture Mechanics v.16 no.4 Notch sensitivity in fracture testing of aggregative materials Carpinteri, A.
  8. International Journal of Fracture v.26 no.2 New specimen for fracture toughness determination for rock and other materials Chong, K. P.;Kuruppu, M. D.
  9. Proceedings of the 27th U. S. symp. on rock mechanics Toughness determination with the modified ring test Thiercelin, M.;Roegiers, J. C.
  10. Experimental Mechanics v.16 no.5 Fracture-toughness testing of limestone Rummel, F.
  11. Experimental Mechanics v.16 no.7 Experimentally determined stress-intensity factors for singleedge round bars loaded in bending Bush, A. J.
  12. Journal of Applied Mechanics v.24 Analysis of stresses and strains near the end of a crack traversing a plate Irwin, G. R.
  13. Fracture Mechanics of Rock Fracture mechanics applied to hot, dry rock geothermal energy Takahashi, H.;Abe, H.;Atkinson, B. K.(ed.)
  14. Experimental Mechanics v.16 no.6 Determination of the critical stress intensity factor, $K_{lc}$ from internally pressurized thick-walled cylinder Clifton, R. J.;Simonsen, E. R.;Jones, A. H.;Green, S. J.
  15. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.23 no.6 Fracture toughness of Stripa granite cores Sun, Z.;Ouchterlony, F.
  16. Proceedings of the 20th U. S. symp. on rock mechanics The strength ratio effect in the fracture of rock structures Ingraffea, A. R.
  17. Fracture mechanics applied to brittle materials, ASTM STP 678 $K_{lc}$ and $J_{lc}$ of Westerly granite-effects of thickness and inplane dimensions Schmidt, R. A.;Lutz, T. J.