PFC2D를 이용한 암반 절리의 수치전단시험으로부터 전단 특성 분석 (Analysis of Shear Properties from the Numerical Shear Test on Rock Joints with PFC2D)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질공학회
· 수록지 정보 : 지질공학 / 31권 / 3호 / 357 ~ 366페이지
· 저자명 : 노정두, 강성승

초록

암석의 절리면 거칠기 형상에 따른 전단거동은 지반 및 암반 구조물 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다.
암반 구조물에 대한 설계를 효율적으로 하기 위해서는 절리에 의한 전단거동을 이해하고 정확하게 전단강도를 산정하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 암석 절리면 거칠기의 전단거동을 알아보기 위해 Barton and Choubey(1977)가 제안한 10가지 형태의 표준 절리 프로파일 중 절리면 거칠기가 매끄러운 1번(JRC-1)과 거칠기 비교적 큰 7번(JRC-7)과 9번(JRC-9)에 대해 PFC2D를 이용한 수치전단시험을 수행하였다. 그 결과 최대 전단응력은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약3.2~5.0배 크게 나타났다. 최대 전단변위는 첫 번째 수직응력일 때가 두 번째일 때보다 약 4.1~5.8배 크게 나타났다. 절리면 마찰각은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약1.8~3.9배 크게 나타났다. 결론적으로 절리면의 거칠기가 커질수록 최대 전단응력과 절리면 마찰각은증가하는 것으로 나타났다.

영어초록

Shear behavior dependent on the shape and roughness of rock joints can greatly influence the stability of the ground and rock structures. The efficient design of rock structures requires understanding of the shear behavior due to joints and accurate calculation of the shear strength. This work reports numerical shear tests using PFC2D on No. 1 (JCR-1), with smooth joints, and No. 7 (JRC-7) and No. 9 (JRC-9), with relatively rough joints, for the 10 shapes of standard joint profiles proposed by Barton and Choubey (1977). The aim was to investigate the shear behavior of rock joints with respect to their roughness.
The results show the maximum shear stress to be about 3.2 to 5.0 times greater in the rougher JRC-7 and JRC-9 joints than in smoother JRC-1. The maximum shear displacement was approximately 4.1 to 5.8 times greater at the first normal stress than at the second. The rougher joints showed friction angles of the rock joints that were approximately 1.8 to 3.9 times greater than that in the smooth joint.
Overall, increasing the rock joint roughness increased the maximum shear stress and friction angle.

참고자료

· 없음