• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.133-141
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• 2002

암반파괴의 가장 큰 영향을 미치는 인장강도는 등방의 암석과 횡등방의 암석의 경우는 분명히 다를 것이다. 본 논문에서는 일축압축강도시험에서 횡등방 암석의 탄성정수를 구하고, 간접인장강도시험을 통하여 횡등방 암석의 인장강도와 인장파괴 거동을 분석하였다. 일축압축시험에서 구한 이방성 탄성정수와 간접인장강도시험에서 얻어진 변형률로 시료중앙의 응력집중계수를 구하여, 등방으로 가정하여 구한 인장강도 값과 이방성일때의 인장강도 값을 비교 분석하였다. 실험 결과 횡등방성 암석의 응력집중계수는 층리면의 각도에 따라서 등방재료의 응력집중계수와는 크거나 작은 값을 나타내었다. 횡등방 암석의 인장강도 산정시 등방의 응력집중계수를 사용하는 것은 층리면이 이루는 각도에 따라 인장강도의 과대 혹은 과소 평가됨을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제13권2호
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• pp.117-124
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• 2003

암석의 불균질성이 정적 인장강도에 미치는 영향을 평가하기 위해, 유한요소해석법과 파괴역학에 기초하여 제안된 수치해석기법을 사용하여 정적 일축인장시험을 가정한 암석 파쇄 과정을 해석하였다 정적 인장강도 는 미시적 인장강도를 가진 모델 시험편의 파쇄 과정으로부터 평가되었으며, 평가된 공시체 강도는 미시적 인장 강도의 최소치보다 약간 큰 값에 일치하였으며, 그 강도의 흩어짐은 균질성 계수가 증가합에 따라 감소하였다. 본 해석 결과들로부터 암석 불균질성이 정적 인장강도에 미치는 중요한 요인임을 지적할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권6호
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• pp.883-898
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• 2017

To eliminate the holding and gluing problems making the direct tensile strength test hard to be applied, a new method of testing specimens prepared using lathe machine to make the dog bone shape is assessed whether it could be applied to determine accurate direct tensile strength values of rock materials. A series of numerical modelling analyses was performed using finite element method to investigate the effect of different specimen and steel holder geometries. In addition to numerical modelling study, a series of direct tensile strength tests was performed on three different groups of rock materials and a rock-like cemented material to compare the results with those obtained from the finite element analyses. A proper physical property of the lathed specimens was suggested and ideal failure of the dog bone shaped specimens was determined according to the results obtained from this study.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.349-358
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• 2021

The Brazilian test has been widely used to determine the indirect tensile strength of rock, concrete and other brittle materials. The basic assumption for the calculation formula of Brazilian tensile strength is that the elastic moduli of rock are the same both in tension and compression. However, the fact is that the elastic moduli in tension and compression of most rocks are different. Thus, the formula of Brazilian tensile strength under the assumption of isotropy is unreasonable. In the present study, we conducted Brazilian tests on flat disk-shaped rock specimens and attached strain gauges at the center of the disc to measure the strains of rock. A tension-compression bi-modular model is proposed to interpret the data of the Brazilian test. The relations between the principal strains, principal stresses and the ratio of the compressive modulus to tensile modulus at the disc center are established. Thus, the tensile and compressive moduli as well as the correct tensile strength can be estimated simultaneously by the new formulas. It is found that the tensile and compressive moduli obtained using these formulas were in well agreement with the values obtained from the direct tension and compression tests. The formulas deduced from the Brazilian test based on the assumption of isotropy overestimated the tensile strength and tensile modulus and underestimated the compressive modulus. This work provides a new methodology to estimate tensile strength and moduli of rock simultaneously considering tension-compression bi-modularity.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권2호
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• pp.165-178
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• 2020

This paper investigates the effect of the jaw's curvature, also known by contact angle and jaw arc central angle (2α), of the Brazilian test apparatus on indirect tensile strength of various rock types. That's why, ten rock samples including limestone, marble, skarn, granite, diorite, and granodiorite were collected from some quarries in different provinces of Iran. Petrographic, mineralogical and textural investigations were performed using thin section analyses. Physical properties of the selected rock samples namely dry and saturated unit weights, porosity, water absorption, and specific gravity were determined for the rock samples. In addition, Brazilian tensile strength at different 2α angles (i.e., 2α = 0°, 10°, 15°, 20°, 45°, and 60°) were determined for the rocks in the laboratory. Results show that the parameter for the rocks is between 3.81 MPa at 2α=0° and 54.76 MPa at 2α=60°. This means that Brazilian tensile strength increased with increasing 2α angle from 0° to 60°. Also, it was found that the highest change rate of the Brazilian tensile strength occurs in range of 2α=15°-30° for most studied rock samples. In some tested samples, the parameter is decreased only at 2α = 60°. The values of Brazilian tensile strength of the rocks tested by flat and standard jaws are near to each other.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.180-186
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• 2003

동적 인장강도를 평가하기 위해 수치해석기법을 이용하여 홉킨슨효과를 가정한 동적 인장시험의 암석 파쇄 과정을 해석하였다. 동적 인장 파쇄 과정과 정적 인장 파쇄 과정에 명확한 차이가 있음을 밝혔으며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위는 응력집중현상과 응력재분배에 의해 발생된다는 것을 지적하였다. 그러나 정적파쇄와 동적파쇄 과정에 큰 차이가 있음에도 불구하고 정적 인장강도와 동적 인장강도는 미시적 인장강도의 균질성 계수가 증가함에 따라 미시적 인장강도의 평균치에 근접하였다. 본 연구로부터 암석의 불균질성은 동적 인장강도에 영향을 미치는 요인이며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위를 발생시키는 중요한 요인임을 지적하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권3호
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• pp.194-201
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• 2008

횡등방성 암석의 인장강도 특성 해석을 위하여 새로운 이방성 인장파괴함수를 제안하였다. 제안된 함수에서 인장강도는 연약면과 수직한 방향에서 최소가 되며 연약면과 평행한 방향쪽으로 지수함수적으로 증가하면서 최대값에 수렴된다. 제안된 이방성 인장파괴함수는 실험적으로 측정이 가능한 3개의 강도정수로 정의된다. 제안된 함수를 임계면법에 적용하여 연약면의 방향성에 따른 횡등방성 암석의 인장강도 및 파괴면의 방향을 탐색할 수 있는 수치해석적 기법을 제시하였다. 문헌에 보고된 횡등방성 암석의 직접인장시험 결과를 모사함으로써 제안된 방법의 적합성을 검토하였다. 수치해석결과와 직접인장시험 결과는 전반적으로 유사한 결과를 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제20권2호
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• pp.119-124
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• 2010

암석의 인장강도에 미치는 변형률 속도 및 수분포화의 영향을 파악하기 위하여 건조상태 및 포화상태 3종류의 암석에 대해서 여러 가지 변형률 속도에서의 홉킨슨효과를 이용한 인장파괴실험을 실시하였다. 실험결과 건조상태뿐만 아니라 포화상태에서도 변형률 속도가 증가할수록 암석의 인장강도는 증가하였다. 특히, 건조 상태에 있어서 암석의 동적인장강도는 암석의 종류와는 상관없이 변형률 속도의 약 1/3승에 비례하는 경향을 나타내었다. 또한, 수분포화의 영향으로 공극률이 높은 사암과 응회암은 건조상태와 비교하여 인장강도가 감소하였으나, 공극률이 0.49%로 낮은 화강암은 건조상태와 포화상태와의 사이에 유의한 차이는 없었다.

• 터널과지하공간
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• 제2권2호
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• pp.224-236
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• 1992

It is very important to determine the thermo-mechanical characteristics of the rock mass surrounding the repository of radioctive waste and the LPG storage cavern. In this study, Hwasoon-Shist. Dado-Tuff adn Chunan-Tonalite were the selected rock types. Temperature dependence of the mechanical properteis such as uniaxial compressive strength, tensile strength, Young's modulus was investigated by measuring the behaviour of these properties due to the variation of temperature. Also, the characteristics of strength and deformation of these rocks were examined through high-temperature triaxial compression tests with varing temperatures and confining pressures. Important results obtained are as follows: In high temperature tests, the uniaxial compressive strength and Yong's modulus of Tonalite showed a sligth increase at a temperature up to 300$^{\circ}C$ and a sharp decrease beyond 300$^{\circ}C$, and the tensile strength showed a linear decrease with increasing heating-temperature. In high-temperature triaxial compression test, both the failure stress and Young's modulus of Tonalite increased with the increase of confining pressure at constant heating-temperature, and the failure stress decreased at 100$^{\circ}C$ but increased at 200$^{\circ}C$ under a constant confining pressure. In low temperature tests, the uniaxial compressive and tensile strengths and Young's modulus of these rocks increased as the cooling-temperature is reduced. Also, the uniaxial compressive and tensile strengths of wet rock specimens are less than those of dry rock specimens.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권3호
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• pp.261-270
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• 2019

Because the estimation of the tensile strength is very important in any geotechnical project, many attempts have been made to determine. But the immediate determination of the tensile strength is usually difficult owing to well-shaped specimens, time-consuming, expensive and sometimes unreliable. In this study, engineering properties of several ultramafic rock samples were measured to assess the correlations between the Brazilian Tensile Strength (BTS) and degree of serpentinization, physical, dynamic and mechanical characteristics. For this purpose, a comprehensive laboratory testing program was conducted after collecting thirty-two peridotite and fifty-one serpentinite rock samples, taken from central Greece, in accordance with ASTM and ISRM standards. In addition, a representative number of them were subjected to petrographic studies and the obtained results were statistically described and analysed. Simple and multiple regression analyses were used to investigate the relationships between the Brazilian Tensile Strength and the other measured properties. Thus, empirical equations were developed and they showed that all of the properties are well correlated with Brazilian Tensile Strength. The curves with the $45^{\circ}$ line (y = x) were extracted for evaluating the validity degree of concluded empirical equations which approved approximately close relationships between Brazilian Tensile Strength and the measured properties.