초록
본 연구는 디스크로 콘크리트의 파괴인성을 구하는 경우에, 적절한 디스크의 크기(직경, 두께) 및 노치 길이 비를 제안하기 위해서 다양한 크기의 디스크와 RILEM 3점 휨 보의 파괴인성을 비교하였다. 또한 이렇게 정해진 디스크에 대하여 디스크의 노치 경사를 변화시키는 방법으로 혼합모드 응력확대계수를 조사하였다. 실험에 사용된 콘크리트의 압축강도는 44.9MPa이었으며 모드 I 시험에 사용된 디스크의 직경은 200, 300, 400mm 두께는 75, 100, 125mm, 노치 길이 비 a/R은 0.3, 0.4, 0.5, 0.6이고 혼합모드 시험에 사용된 치수는 직경이 300mm, 두께는100mm 노치 길이 비 a/R은 0.3, 0.4, 0.5, 0.6이었다. 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA), 5개항 근사법, 소균열 근사법, Fowell & Xu의 방법으로 구하고 각각의 결과를 서로 비교하여 해석방법의 타당성을 조사하였다. 모드 I 실험 결과 디스크의 직경 D가 300mm이고 두께 t가 100mm일 때의 파괴인성 $K_{IC}$ 값이 RILEM 3점 휨 시험의 결과에 가장 근접하여 디스크 시험으로 파괴인성치를 쉽게 구할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다.
Purpose of this paper is to determine the appropriate size of a center notched disk specimen for mode I fracture toughness $K_{IC}$. For this purpose, mode I test results with various sizes of center notched disk were compared with the RILEM three-point-bend test ones. Compressive strength of concrete used in this paper was 44.9 MPa. Diameters of 200, 300, 400 mm, thickness of 75, 100, 125 mm, and notch length ratios an of 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 were used for the mode I disk test. Also, diameter of 300mm thickness of 100mm, and notch length ratios a/R of 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 were used for the mixed mode disk test. Mixed mode stress intensity factors were investigated by changing notch angles for the disk specimen. Stress intensity factors of a center notched disk were calculated with the various methods for comparison. From the test results, mode I fracture toughness calculated from the disk specimen with diameter of 300 mm, thickness of Inn and notch length ratio a/R of 0.5 was very similar to the RILEM three-point-bend test ones. And it is verified that stress intensity factors for mixed mode can be easily calculated with the disk specimen.
