• 터널과지하공간
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• 제5권2호
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• pp.144-154
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• 1995

In this paper, we make a study on comparison and evaluation of the seoul granite properties, which are unit weight, uniaxial compressive strength, Brazilian tensile strength and, point load strength. The typical result are as follow- 1. From the measured value of point load strength anisotropy index, the seoul granite is considered to be homogeneous. 2. There is a linear relationship between uniaxial compressive strength and size corrected point load strength index. 3. Brazilian tensile strength and size corrected point load strength index are closely tied together.

• 터널과지하공간
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• 제14권4호
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• pp.261-268
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• 2004

The main objectives of this study are to investigate the anisotropic characteristics of rocks and to evaluate the relationships between physical properties. A series of experiments were performed in three mutually perpendicular directions for three rock types, which are granite, granitic gneiss and limestone. The relationships of measured physical properties were evaluated. The results of ultrasonic wave velocity measurement show that granite of three rock types gives the largest directional difference, and that the wave velocity in a plane parallel to a transversely isotropic one is dominantly faster than that in a subvertical or vertical plane. It implies that ultrasonic wave velocity for rock could be used as a useful tool for estimating the degree of anisotropy. The ratio of uniaxial compressive strength to Brazilian tensile strength ranges approximately from 13 to 16 for granite. from 8 to 9 for granite gneiss, and from 9 to 18 for limestone. The directional differences for granite and granitic gneiss are very small, and on the other hand, is relatively large for limestone. It is suggested that strength of rock makes quite difference depending on the rock types and loading directions, especially for the anisotropic rocks such as transversely isotropic or orthotropic rocks. The ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index ranges from 18 to 20 for granite, from 17 to 19 for granitic gneiss, and from 21 to 24 for limestone. These results show that point load strength index makes also a difference depending on rock types and directions. Therefore. it should be noted that the ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index could be applied to all rock types. Uniaxial compressive strength shows relatively good relationship with point load strength index, Schmidt hammer rebound value, and tensile strength. In particulat, point load strength index is shown to be the best comparative relationship. It is indicated that point load test is the most useful tool to estimate an uniaxial compressive strength indirectly.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권6호
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• pp.1045-1055
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• 2017

Tensile strength is considered key properties for characterizing rock material in engineering project. It is determined by direct and indirect methods. Point load test is a useful testing method to estimate the tensile strengths of rocks. In this paper, the effects of rock shape on the point load index of gypsum are investigated by PFC2D simulation. For PFC simulating, initially calibration of PFC was performed with respect to the Brazilian experimental data to ensure the conformity of the simulated numerical models response. In second step, nineteen models with different shape were prepared and tested under point load test. According to the obtained results, as the size of the models increases, the point load strength index increases. It is also found that the shape of particles has no major effect on its tensile strength. Our findings show that the dominant failure pattern for numerical models is breaking the model into two pieces. Also a criterion was rendered numerically for determination of tensile strength of gypsum. The proposed criteria were cross checked with the results of experimental point load test.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.37-45
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• 2009

대구지역에 분포하는 고유이방성 셰일(shale)의 점재하지수 및 일축․압축강도 특성을 평가하기 위한 일련의 실험실 시험을 수행하였다. 또한 시험시편의 크기효과 및 형태효과를 조사하기 위하여 축방향 및 직경방향으로 점재하지수를 측정하였다. 일반적으로 직경방향의 점재하지수는 길이/직경(L/D)비가 대략 1.0 이상일때 일정한 값을 보이고 축방향 점재하 시험 결과 L/D비의 증가에 따라 평균 점재하지수가 약간 감소하는 경향을 보였으며 L/D비가 1.0 이상이면 corner파괴가 발생하였다. 최소의 점재하지수는 층리면이 연직과 이루는 각 ($\beta$)이 $15^{\circ}{\sim}30^{\circ}$에서 나타났고 ${\beta}=30^{\circ}$에서 최소의 일축압축강도가 얻어졌다. $\beta$ 값의 범위가 $0^{\circ}{\sim}90^{\circ}$인 시편의 점재하지수와 일축압축강도를 측정하여 이들의 상호관계를 회귀분석하였다. 층리면을 $0^{\circ}$에서 $90^{\circ}$까지 변화시키면서 측정한 점재하지수는 일축압축강도와 선형적인 관계인 ${\sigma}_c=25.0 I_{s(50)}$로 나타났다. 한편, 층리각($\beta$)를 90${^{\circ}}$로 고정시킨 상태에서의 이들의 상관성은 ${\sigma}_c=14.4 I_{s(50)}$로 나타났는데, 이는 ISRM(1985)에서 추천하는 층리가 없는 무결암 시료에 대한 일반적인 상관성, ${\sigma}_c=22 I_{s(50)}$과는 많은 차이가 있음을 확인하였다. 일축압축강도의 이방성 모형은 기존의 Ramamurthy(1993)이론에 지수 'n'을 도입하여 n= 3을 적용 했을때 측정결과와 잘 부합되는 결과를 얻었다.

• 지질공학
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• 제14권3호
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• pp.273-285
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• 2004

본 연구에서는 전라남도 고흥군 일대에 분포하는 중생대 백악기 응회암을 대상으로 실내 시험을 통하여 역학적 특성을 파악하였다. 고흥군 일대에 분포하는 응회암(고흥응회암, 팔영산 용결응회암)은 성분상 glass성분이 우세한 유리 질응회암(vitric tuff)에 해당된다. 응회암의 물리적 특성인 비중, 건조밀도, 함수율, 공극율 및 흡수율의 평균값은 각각 2.51, $2.52(g/cm^2)$, 0.12($\%$), 4.51($\%$) 및 1.91($\%$)이다. 공극율의 증가에 따라 건조밀도는 낮아지는 경향을 보이며, 흡수율과 공극율은 밀접한 상관관계를 보인다. 일축압축강도(UCS) 범위는 80.4$\~$208(MPa), 평균 141.1(MPa)로서 Deere & Miller(1966)에 의한 신선한 암의 공학적 분류에 의하면 high strength에 해당이 된다. 축방향의 점하중 강도지수($Is_a$)는 평균 4.2(MPa)이며, 직경방향 점하중 강도지수($Is_d$)는 평균 2.2(MPa)으로, 점하중강도 이방성지수($Ia_{(50)}$)는 1.93이다. 일축압축강도와 축방향 점하중 강도지수($Is_{(50)}$)는 밀접한 선형관계를 보이며, 관계식은 UCS=22 $Is_{(50)}$ +49 (MPa) (r=0.95) 로 나타낼 수 있다. 이 식은 고흥 지역 응회암에 대한 일축압축강도를 예측하는데 유용하게 사용할 수 있다.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.341-352
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• 2013

본 연구에서는 생성 당시의 퇴적환경이 상이한 것으로 알려진 대구지역의 적색 셰일과 흑색 셰일의 물리적 및 역학적 특성을 확인하기 위하여 단위중량, 흡수율, 공극률, 초음파속도, 일축압축강도, 점하중강도, 슬레이크 내구성 및 열화특성 시험 등을 실시하였고, XRD 및 XRF 분석과 SEM 영상 분석을 수행하였다. 시험결과 두 셰일의 단위중량은 유사하였으나 흡수율과 공극률은 적색 셰일이 흑색 셰일보다 더 높았다. 특이하게도 공극률이 높은 적색 셰일의 초음파속도, 일축압축강도, 점하중강도지수 가 흑색보다 더 높은 값을 보였는데 이는 흑색 셰일 내에 발달된 엽층리의 영향인 것으로 판단된다. 열화시험에서는 용액의 산성도가 증가할수록 또 수침시간이 길어질수록 시료의 점하중강도지수와 슬레이크 내구성지수의 저감정도가 심하였으며, 흑색 셰일보다는 공극률이 큰 적색 셰일에서 더 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제66권4호
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• pp.445-452
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• 2018

In this paper the effects of particle size and model scale of concrete have been investigated on point load index, tensile strength, and the failure processes using a PFC2D numerical modeling study. Circular and semi-circular specimens of concrete were numerically modeled using the same particle size, 0.27 mm, but with different model diameters of 75 mm, 54 mm, 25 mm, and 12.5 mm. In addition, circular and semi-circular models with the diameter of 27 mm and particle sizes of 0.27 mm, 0.47 mm, 0.67 mm, 0.87 mm, 1.07 mm, and 1.27 mm were simulated to determine whether they can match the experimental observations from point load and Brazilian tests. The numerical modeling results show that the failure patterns are influenced by the model scale and particle size, as expected. Both Is(50) and Brazilian tensile strength values increased as the model diameter and particle sizes increased. The ratio of Brazilian tensile strength to Is(50) showed a reduction as the particle size increased but did not change with the increase in the model scale.

• 대한지리학회지
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• 제43권6호
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• pp.808-823
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• 2008

하천 퇴적물질의 마식은 하상과의 충돌과 퇴적물질 입자간의 충돌에 의하여 발생한다. 하천 퇴적물질의 물리적 강도는 마식에 대한 저항의 정도를 나타내는 것으로 정의할 수 있으나, 이에 대한 실증적인 연구는 큰 진전을 보이지 못해왔다. 본 연구에서는 퇴적물질의 마식에 영향을 미치는 요소들(퇴적물질의 물리적강도, 퇴적물질의 크기, 퇴적물질의 양등)의 관계를 파악하기 위해서 마식기를 이용한 물리적 실험을 실시하였으며, 특히 퇴적물질의 물리적 강도가 마식율에 미치는 영향을 분석하는데 강조점을 두고 있다. 이 실험에서는 266개의 퇴적물을 이용했으며, 퇴적물질의 양과 퇴적물질의 평균 무게에 따라 11개의 소집단으로 나눠 실험하였다. 각 실험은 1시간 단위로 이루어 졌으며 퇴적물질은 최장 8시간 동안 마식되었다. 마식율은 각 실험단계마다 퇴적물질 입자 무게의 변동으로 측정하였으며, 총 2,128번의 측정이 이루어졌다. 퇴적물질의 물리적 강도는 시험이 종료한 뒤에 파괴하중을 측정하여 계산한 점 하중강도지수를 통해 측정하였다. 퇴적물질의 점하중강도지수는 마식율과 음의 상관이 있는 것으로 나타났으나, 두 변수들 간의 회귀식의 설명율($R^2$)은 0.22로 나타났다. 퇴적물질의 전반적인 마식은 실험 초기에는 빠르게 진행되지만, 풍화각이 제거된 뒤에는 마식율이 급감하는 경향을 보여주고 있다. 풍화각을 제거하는 초기 단계에는 퇴적물질의 물리적 강도와 마식율의 관계가 미약하지만 이후로 점점 설명율이 상승한다. 이 실험 결과에 의하면 퇴적물질의 물리적 강도는 마식율의 결정적인 설명변수가 아닐 수 있으며, 물리적 속성 이외에도 퇴적물질의 운반조건 등이 마식율에 큰 영향을 주는 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제32권5호
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• pp.465-474
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• 2023

The point load test (PLT) is a widely-used alternative method in the field to determine the uniaxial compressive strength due to its simple testing machine and procedure. The point load test index can estimate the uniaxial compressive strength through conversion factors based on the rock types. However, the mechanism correlating these two parameters and the influence of the mechanical properties on PLT results are still not well understood. This study proposed a theoretical model to understand the mechanism of PLT serving as an alternative to the UCS test based on laboratory observation and literature survey. This model found that the point load test is a self-confined compression test. There is a compressive ellipsoid near the loading axis, whose dilation forms a tensile ring that provides confinement on this ellipsoid. The peak load of a point load test is linearly positive correlated to the tensile strength and negatively correlated to the Poisson ratio. The model was then verified using numerical and experimental approaches. In numerical verification, the PLT discs were simulated using flat-joint BPM of PFC3D to model the force distribution, crack propagation and BPM properties' effect with calibrated micro-parameters from laboratory UCS test and point load test of Berea sandstones. It further verified the mechanism experimentally by conducting a uniaxial compressive test, Brazilian test, and point load test on four different rocks. The findings from this study can explain the mechanism and improve the understanding of point load in determining uniaxial compressive strength.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권11호
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• pp.15-26
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• 2007

L. A. 마모율 시험은 건설용 골재의 강도를 확인하기 위한 방법으로 주로 석산의 모암을 대상으로 시행하여 왔다. 본 연구는 경상분지 퇴적암이 집중 분포되어 있는 25 지점에서 지질학적 특성을 대표할 수 있는 324 브록의 시료를 채취하여 L. A. 마모율시험으로 각종 공학지수(일축 압축강도, 압열 인장강도, 탄성계수, 점하중 강도지수, Schmidt 해머 반발지수)를 추정하기 위한 실험을 시행하여 회귀 분석법으로 서로간의 상관성을 확인한 결과, 상호간 좋은 상관관계가 있음을 확인하였다. 이 방법이 다른 공학지수를 추정함에 손색이 없으므로 이후에도 많은 활용이 있기를 기대한다.