부산 임기광산 광미의 전단속도에 따른 링 전단특성 연구 (Shear-Rate Dependent Ring-Shear Characteristics of the Waste Materials of the Imgi Mine in Busan)

서지정보

· 발행기관 : 한국지반공학회
· 수록지 정보 : 한국지반공학회논문집 / 30권 / 7호 / 5 ~ 15페이지
· 저자명 : 정승원, 지상우, 임길재

초록

휴･폐광산지는 산발생, 지하수 오염뿐만 아니라 침식 및 산사태 등 다양한 물리화학적 지질재해에 노출되어 있다.
임기광산 폐석적치장 광미를 대상으로 링 전단시험을 수행하여 전단속도에 따른 전단특성을 조사하고 한다. 본 연구에 있어 마찰저항을 최소화할 목적으로 링 전단상자 오링(O-ring)은 전단동안 회전이 가능하도록 설계되었다. 1차시험은 일정한 수직응력(50kPa)과 전단속도(0.1mm/sec) 조건에서 전단시간에 따른 전단응력을 조사하였다. 2차 시험은 일정한 수직응력 조건에서 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 50, 100mm/sec로 순차적으로 증가시켜 전단속도에 따른전단응력을 조사하였다. 3차 시험은 일정한 전단속도(0.1mm/sec)하에서 수직응력을 20, 40, 60, 80, 100, 150kPa로 광미시료는 전단연화거동(strain softening behavior)을 보였다. 특히 전단속도가 10mm/sec보다 작은 경우 잔류전단응력은 100～300초 사이에 일정한 값에 도달하는 것으로 나타났다. 2차와 3차 시험결과에 따르면, 배수조건에 관계없이전단응력은 전단속도와 수직응력의 함수로 나타났다. 하지만, 배수조건에 따라 링 전단상자 전단부에서 상이한 입자파쇄 특성이 관측되었다. 배수조건시 전단상자 전단면에서 하단까지 넓은 전단띠가 형성된 것에 반해, 비배수조건시전단면에 국부 전단띠가 형성되었다. 이러한 점에 비추어 볼 때, 전단속도에 따른 입자파쇄 특성은 산사태 유동성을높이는 중요한 인자로 판단된다.
증가시켜 각 경우에 대한 전단응력을 조사하였다. 시험결과에 따르면, 배수조건에 관계없이 임기광산 폐석적치장

영어초록

Abandoned mine deposits are exposed to various physico-chemical geo-environmental hazards and disasters, such asacid mine drainage, water contamination, erosion, and landslides. This paper presents the ring shear characteristics ofwaste materials. The ring shear box with a rotatable O-ring was used in this study. Three tests were performed: (i)Shear stress-time relationship for given normal stress and shear speed, (ii) shear stress as a function of shear speed,and (iii) shear stress as a function of normal stress. For a given normal stress (50 kPa) and speed (0.1 mm/sec), thematerials tested exhibit a strain softening behavior, regardless of drainage condition. The peak and residual shear stresseswere determined for each normal stress and shear speed. The shear stress was measured when shear speed is equalto 0.01, 0.1, 1, 10, 50, 100 mm/sec or when normal stress is equal to 20, 40, 60, 80, 100, 150 kPa. From the testresults, we found that the shear stress increases with increasing shear speed. The shear stress also increases with increasingnormal stress. However, different types of shearing mode were observed in drained and undrained conditions. Underdrained condition, particle crushing was observed from the shearing zone to the bottom of lower ring. Under undrainedcondition, particle crushing was observed only at the shearing zone, which has approximately 1 cm thick. It meansthat a significant high shear speed under undrained condition can result in increased landslide hazard.

참고자료

· 없음