Inherent Strength Anisotropy of the Shale in Daegu Region

대구지역 셰일 압축강도의 고유이방성에 관한 연구

Triaxial compression tests on anisotropic rock specimens are carried out to investigate the failure strength characteristic of anisotropic rocks. The test core specimens were obtained in Daegu region. Test specimens are rock cores with the 7 different angles of bedding plane. The applied confining pressures were 5, 10, 20, 30, 40 MPa, and the rate of displacement was adopted 0.1%/min to fail the specimen within 5-15 min. The results were analyzed by using the failure criteria for anisotropic rocks proposed by Hoek & Brown (1980) and Jaeger (1960). The results of this study are summerised as follows: The results of inherent anisotropy show the shoulder type of anisotropy, and the effect of anisotropy is reduced as the confining pressure increases. The compressive strength of anisotropic rock shows the highest value at the ${\beta}$ (the angle of bedding plane) = $0^{\circ}$ and $90^{\circ}$ and the lowest value at $30^{\circ}$. The Hoek & Brown failure criterion for anisotropic rocks gives a relatively good agreement with the measured strength in all the range of ${\beta}$ angles, but the theory of Jaeger shows a reasonable agreement only in the range of ${\beta}=15^{\circ}$ and $45^{\circ}$.

강도이방성 암석의 파괴규준에 관한 연구를 위해 대구지역에 널리 분포되어 있는 beddding-plane을 지닌 즉, 고유 이방성 암석인 셰일(shale)을 대상으로 삼축압축시험을 수행하였다. 시험과정에 있어 구속압력은 5, 10, 20, 30, 40MPa으로 단계적으로 증가시켜 시험을 수행하였으며, 시료의 파괴를 위한 전단속도는 대상시료가 5~15분안에 파괴가 일어나도록, 0.1%/min을 적용하였다. beddding-plane을 포함한 고유 이방성 암석에 대한 시험결과는 최대주응력축과 beddding-plane사이의 각도에 따라 전형적인 shoulder-type으로 나타났으며, 구속압력이 증가할수록 이방성 효과가 줄어드는 경향을 나타내었다. 불연속면의 각도에 따른 암석의 강도 변화는 무결암 상태와 유사한 조건인 ${\beta}=0^{\circ}$와 $90^{\circ}$에서 최대의 압축강도를 보였고, 최소의 강도를 갖는 ${\beta}$ 값은 대략 $30^{\circ}$ 정도로 나타났다. 또한 Hoek & Brown 파괴규준은 암석의 강도이방성을 나타내는데 모든 ${\beta}$ 값의 범위에서 실측치와 잘 부합되는 결과를 주었으나 Jaeger의 파괴규준은 ${\beta}=15^{\circ}{\sim}45^{\circ}$ 범위에서만 실측치에 접근하는 경향을 보였다.