The Journal of Engineering Geology (지질공학)

The Korean Society of Engineering Geology (대한지질공학회)
권호 표지

Homogenization Analysis for Calculating Elastic Modulus of Composite Geo-materials

복합지반물질의 탄성계수 산정을 위한 균질화 해석

  • Seo Yong-Seok (Dept. of Earth & Environmental Sci. & Institute for Basic Science Research, Chungbuk National University) ;
  • Yim Sung-Bin (Dept. of Earth & Environmental Sci. & Institute for Basic Science Research, Chungbuk National University) ;
  • Baek Yong (Korea Institute of Construction Technology, Dept. Geotechnical Engineering Research) ;
  • Kim Ji-Soo (Dept. of Earth & Environmental Sci. & Institute for Basic Science Research, Chungbuk National University)
  • 서용석 (충북대학교 지구환경과학과.기초과학연구소) ;
  • 임성빈 (충북대학교 지구환경과학과.기초과학연구소) ;
  • 백용 (한국건설기술연구원 국토지반연구부) ;
  • 김지수 (충북대학교 지구환경과학과.기초과학연구소)
  • Published : 2006.09.01
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Abstract

Bedrock is inhomogeneous for its genetically diverse origins and geological conditions when it forms, and especially, conglomerates and core-stones are one of these typical composite geo-materials composed of weak matrixes and strong pebbles. Mechanical properties of these composite bedrocks, like a conglomerate, generally vary depending on the mechanical properties and distributions of pebbles and the matrix. Therefore, regarding the consequence of understanding mechanical property of bedrocks in the designing slopes, tunnels, and other engineering facilities, empirical rock classification methods generally applied in the mechanical property modeling may not be suitable and rather, we may need some other classification methods, or tests more specific for these inhomogeneous composite bedrocks. This study includes a series of analyses to see elastic behaviors and modulus of composite geo-materials using homogenization theory. Forty nine case models were made for the elastic analysis with considering 5 factors such as gravel content, gravel size, strength of matrix, sorting and dip angle. The results analyzed are applicable to calculate elastic modulus of composite geo-materials as conglomerates and core-stones.

암반은 일반적으로 생성환경 및 지질학적 조건에 따라 균질하지 못하며, 특히 기질과 역의 성분차이가 심한 역암 또는 각력암이나 핵석 등은 복합물질로 구성된 암반에 해당된다. 이들 복합 지반물질의 역학적 특성은 역과 기질의 역학특성과 분포특성 등에 따라 달라진다. 사면과 터널 및 지하구조물의 설계를 위한 이들의 역학성 평가는 매우 중요하지만 일반적으로 행해지는 암반분류법에 의한 이들의 평가는 부적절하다. 따라서 본 연구에서는 복합지반물질의 역학성 평가를 위해 균질화법을 적용하였다. 역의 함유량, 크기, 기질의 고결도, 분급, 경사 등의 인자를 고려한 조합에 의해 총 49개의 해석모델을 작성하여 탄성해석을 실시하였다. 해석결과는 역암이나 핵석같은 복합지반물질의 역학성 계산에 적용될 수 있다.

Keywords

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