현무암의 마이크로파 조사에 따른 물성 변화 및 강도 저하 특성 분석

초록

본 연구는 마이크로파 조사가 현무암의 물리적 ‧ 역학적 특성에 미치는 영향을 실험적으로 분석하였다. 원통형 현무암 시편에 대해 1,000 W의 마이크로파를 각각 1, 3, 5분간 조사하였으며, 조사 전후 P파 속도, 슈미트 반발경도, Leeb 경도,일축압축강도(uniaxial compressive strength, UCS) 등을 측정하였다. 실험 결과, 조사 시간이 증가할수록 시편 내부에 미세균열이 발생하여 P파 속도와 일축압축강도가 유의미하게 감소하는 경향을 보였다. 특히 5분 조사 시 철원 현무암의일축압축강도는 약 14%, P파 속도는 약 10% 감소하였으며, 베트남 현무암은 일축압축강도 약 6%, P파 속도 약 6% 감소를 나타냈다. 표면 경도의 경우, 암석의 초기 강도에 따라 슈미트 반발경도와 Leeb 경도 측정값에서 각기 다른 정도의감소가 관찰되었다. 한편 밀도는 두 암석 모두 유의미한 변화가 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 마이크로파 전처리를 통해 현무암을 효과적으로 약화시켜 기계 굴착 효율을 향상시킬 수 있음을 시사하며, 암석의 광물 조성에 따라 마이크로파반응성에 차이가 있어 적정 조사 시간 설정의 중요성을 보여준다.

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