암석 절리의 3차원 거칠기 특성화와 수정 전단강도 관계식의 제안

초록

19개의 절리면에 대해 레이저 스캐너를 이용하여 형상을 측정한 후, 각 절리면의 30개 단면에 대하여 절리 거칠기 계수(Joint Roughness Coefficient)를 계산하였다. JRC 값은 단면의 위치에 따라 매우 큰 차이를 보이고 있으나 3개의 단면에서측정된 JRC의 평균값은 절리면 전체의 JRC 평균값을 잘 대표할 수 있을 것으로 판단된다. 9개의 절리면에 대해서 석고를이용한 복제 시료를 제작하여 절리면 전단시험을 실시하였다. 최대마찰각(φp)은 JRC의 평균값과 φp = 41.037 + 1.046JRC 의 직선의 관계를 보인다. 그러나 절리면 전단시험에서 측정된 전단강도는 절리면에서 측정된 JRC의 평균값을 사용하여Barton의 관계식에서 추정된 전단강도보다 상당한 오차를 보여, 절리면 전단시험에서 역산된 JRCR과 JRC의 관계를JRCR = f • JRC로 정의하고 회귀분석하여 수정계수 f =3.15JRC−0.5를 도출하였고, 이 수정계수를 적용하여 Barton의 전단강도 관계식을 τ = σn • tan( )로 수정하여 제안하였다. 이 관계식은 강도가 비교적 낮고 연성의 특성을 보이는 풍화암이나 연암의 절리면 전단강도 추정에 적용될 것으로 기대된다.

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