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MME_326 암반공학 © Park1

Lecture 3

암석의 강도 / 암반의 파괴기준


암석의 강도

암반공학에서 규명해야 하는 요소

Strength Criteria: 응력 증가분이 암석의 강도보다 작은가?

Displacement Criteria: 변위증가분이 구조물의 안정성에 영향을 미치지 않을만큼 작은가?

강의 순서

암석/암반의 파괴 모드

실내시험의 종류

암석/암반의 응력-변형률 관계

암석/암반의 파괴기준


암반의 파괴모드

Mode of rock failure


실내시험


실내시험

Brazilian Test

2t

PDl


응력-변형률 관계

등방하중

I 구간: 미세균열 완전 밀착, 큰 체적변형이 발생함

II 구간: 탄성구간 (기울기: 체적계수)

III 구간: 암석내부의 간극이 완전히 밀착, 완전고체가 됨

IV 구간:


응력-변형률 관계

축차하중

I 구간: 미세균열 밀착

II 구간: 탄성구간

III 구간: 암석내부에 새로운 균열 발생

IV 구간: 항복점 이후 균열 수 추가적으로 증가

V, VI 구간: 파괴 후: 잔류강도


강도에 영향을 미치는 요소

구속응력

연성-취성 거동을 결정

구속응력 + 강도



재하속도



크기



이방성



재료의 파괴기준

전단강도

주응력차



Griffith 파괴기준



Mohr-Coulomb 의 파괴기준

f(res) =

문제점1. 실내실험으로부터는암석의 강도 기준만 산정 가능

2. 비선형성

MME_326 암반공학 © Park

Soil Mechanics Representative Friction Angles

Loose Dense

Sand, round grains 28 34

Sand, angular grains 33 45

Sandy gravel 35 50

Silty sand 27-33 30-35


지반정수 산정 경험식

N치 내부마찰각 (ο)

Peck Meyerhof

0~4 ≤ 28.5 ≤ 30

4~10 28.5 ＜ ≤ 30 30＜ ≤ 35

10~30 30 ＜≤ 36 35 ＜ ≤ 40

30~50 36 ＜ ≤ 41 40 ＜≤ 45

50 이상 41 ＜ 45 ＜

Soil Mechanics Representative Friction Angles



주응력으로 표시한 Mohr-Coulomb 파괴기준


1 3f k


Hoek-Brown의 파괴기준 특징

1) 실험을 바탕으로 한 경험적 기준

2) 암석(intact rock)뿐 만 아니라 암반(rock mass)에도 적용할 수 있는 유일한 기준

3) 주응력을 기준으로 한 의 파괴형태 ( 1f = f(3) )

4) Mohr-Coulomb의 파괴기준을 역산할 수 있는 방법이 제시됨



• Hoek-Brown의 파괴기준 식




1) 암석(intact rock)의 파괴기준

암석계수 mi




2) 암반(rock mass)의 파괴기준

: GIS (Geological Strength Index ; 지질강도지수)로 및 s 값 산정bm



Hoek-Brown의 파괴기준으로부터 Mohr-Coulomb기준을 예측하는 방법

1) Plot 1f - 3 using the Hoek-Brown equation2) Determine k and cm3) Determine c,



예제 4.1



예제 4.2

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