Development of Direct Shear Apparatus with Different Loading Conditions for Rock Joints and Its Application Tests

하중조건별 시험이 가능한 암석 절리편 전단시험의 개발 및 적용시험

  • 천병식 (한양대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 김대영 (현대건설기술연구소)
  • Published : 2000.12.01

Abstract

자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.

References

  1. '99 봄 학술발표회 논문집 응력, 하중, 변위제어 방식의 암석 절리면 전단시험기의 개발 김대영;천병식;서영호;이영남
  2. 서울대학교 박사학위논문 절리형상의 정량적 측정을 통한 각종 거칠기 파라미터의 비교분석 및 전단거동 해석 이상돈
  3. Annual Book of ASTM Standards v.04.09 no.D5607 Standard test method for performing laboratory direct shear test of rock specimens under constant normal force ASTM
  4. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. & Geomech. Abstr. v.9 A model study of rock-joint deformation Barton N.R.
  5. Engineering Geology v.7 Review of a new shear-strength criteron for rock joints Barton N.R.
  6. Rock Mech. v.10 The shear strength of rock joints in theory and practice Barton N.;Choubey V.
  7. Methods of geological engineering in discontinuous rocks Goodman R.E.
  8. Ground Engineering Laboratory direct shear testing of rock discontinuities Hencher S.R.;Richard L.R.
  9. D thesis A laboratory study of the mechanical behavior of rock joints, with particular interest to dilatancy and asperity surface damage mechanism Huang X.
  10. Proc. 28th U.S. Symp. on Rock Mechanics Tucson AZ Micro computer control of direct-shear tests Hotson R.W.;Dowding C.H.
  11. Geotechnical Testion Journal v.17 no.2 A new combined servocontrolled loading frame/direct-shear apparatus for the study of concrete or rock joint behavior under different Boundary and loading conditions Mouchaorab;Khaled S.;Benmokrane;Brahim
  12. Geotechnical Testing Journal v.10 no.1 A constant normal stiffness direct shear device for static and cyclic loading Ooi L.H.;Carter J.P.
  13. Proc. 1st Congr. SRM v.1 Multiple modes of shear failure in rock Patton F.D.
  14. D thesis Multiple modes of shear failure in rock and related materials Patton F.D.