터널과지하공간 (Tunnel and Underground Space)

  • 제21권3호
  • /
  • Pages.181-191
  • /
  • 2011
  • /
  • 1225-1275(pISSN)
  • /
  • 2287-1748(eISSN)
한국암반공학회 (Korean Society for Rock Mechanics and Rock Engineering)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

현장직접전단시험기의 개발 및 현장적용에 관한 연구

Development of an In Situ Direct Shear Test Apparatus and Its Field Application

  • 김용필 ((주)한국건설재료시험연구소) ;
  • 이영균 (대림산업주식회사 토목사업부) ;
  • 이성국 ((주)한국건설재료시험연구소) ;
  • 엄정기 (부경대학교 에너지자원공학과)
  • 투고 : 2011.06.13
  • 심사 : 2011.06.27
  • 발행 : 2011.06.30
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

단층대, 파쇄대 또는 풍화대가 발달한 암반은 실내시험을 위한 시료 성형이 어렵다. 기존에 현장에서 수행된 직접전단시험은 갱도 내벽의 수직반력을 이용하여 수행되었다. 이 연구에서 개발된 현장직접전단시험기는 터널내부 또는 노천의 현장상태 암반에서 시험을 수행할 수 있다. 현장직접전단시험기의 주요 구성은 전단하중 반력판 및 하중전달판, 유압실린더 시스템, 로드셀, 다단계 전단상자, 전단상자 고정장치, 수직하중 반력판 및 하중전달판, 마찰저항 감소용 롤러 등이다. 공시체는 각주형의 블록으로 최대 크기는 $400{\times}400{\times}460$ mm이며 현장에서 형성하는 방법 및 절차가 제시되었다. 개발된 시험기의 현장적용성 평가를 위하여 연구지역에 대한 지질공학적 조사 분석 연구를 통하여 성능시험을 위한 공시체 형성에 적합한 위치가 선정되었다. 현장적용 결과 개발된 현장용 시험기는 암석의 강도 및 변형과 관련하여 필요한 대부분의 정보를 제공할 수 있는 성능을 확보하였음을 확인하였다.

It is very difficult to prepare a lab. test specimen from weak rock masses affected by faults, highly fractured zone or weathered zone. In conventional method of in situ direct shear test a rock block is sheared inside galleries, where reactions for the hydraulic jacks are available. A new in situ direct shear test apparatus has been developed in this study to perform the test inside galleries as well as open pit conditions. The apparatus is composed of normal and shear reaction plates including load transfer plates, hydraulic cylinder systems, load cells, multistage shear boxes with fixing devices, and needle rollers. Maximum size of the test block is $400{\times}400{\times}460$ mm, and procedures of the test block preparation has been suggested. To explore the field applicability of in situ direct shear test apparatus, proper test block site was investigated by extensive geological field survey. In situ direct shear test has been successful in producing most of information related to strength and deformability of the weak rock.

키워드

참고문헌

  1. 김용필, 2007, 불량암반의 현장상태 강도정수 측정을 위한 시험기개발 연구보고서, 건설교통부, 한국건설교통기술평가원, pp. 512.
  2. ASTM D 4554-02(2006), Standard test method for in situ determination of direct shear strength of rock discontinuities, American Society for Testing and Materials.
  3. Franklin, J.A., J. Manailoglou and D. Sherwood, 1974, Field determination of direct shear strength, Proc. 3rd Cong. Int. Soc. Rock Mech., Denver, 2, 233-240.
  4. Ishida, T., T. Kanagawa and Y. Kanaori, 2010, Source distribution of acoustic emissions during an in-situ direct shear test: Implications for an analog model of seismogenic faulting in an inhomogeneous rock mass, Engineering Geology, 110, 66-76. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2009.11.003
  5. Lane, R.G.T., 1964, Rock foundations; Diagnosis of mechanical properties and treatment, Proc. 8th Int. Cong. Large Dams, Edinburgh, 1, 141-1.
  6. Rocha, M., 1964, Mechanical behaviour of rock foundations in concrete dams, Proc. 8th Int. Cong. Large Dams, Edinburgh, 1, 785-831.
  7. Wang, M., P.H.S.W. Kulatilake, J. Um, J, Narvaiz, 2002, Estimation of REV size and three-dimensional hydraulic conductivity tensor for a fractured rock mass through a single well packer test and discrete fracture fluid flow modeling, Int. J. Rock Mech. & Mining Sci., 39, 887-904. https://doi.org/10.1016/S1365-1609(02)00067-9