암석물성실험 수업자료

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1. 암석역학·암반공학

일반적으로 암석역학이란 intact 상태의 암석 또는 in-situ 상태의 암반의 공학적인 거동과 파괴양상을 연구하는 학문을 포괄적으로 일컫는다. 그러나 현재는 암석역학이 주로 이론적이고 실험실 차원에서 연구가 이루어지는 학문으로 이해되고 있으며 이와 비교하여 암반공학은 현지암반 내에 구조물을 설치하는데 따라 발생하는 공학적인 문제들을 해결하고 개선하기 위한 학문으로 이해되고 있다.
토질역학에서 다루는 흙(soil)과 달리 암석(rock)은 철저한 불균질성과 이방성을 나타낸다. 미시적인 관점으로 볼때 생성시 부터 존재하는 것으로 생각되는 미세균열을 내포하고 있을 뿐만 아니라 비교적 균질하다고 생각되는 화강암일지라도 현미경 관찰에 의하면 석영, 장석, 운모, 매트릭스(matrix) 등으로 구성되어 있어 그들 각자의 물리적, 역학적 차이로 재료의 불균질성을 내포하고 있으며 또한 거시적으로 볼 때는 단층, 층리, 절리 등에 이르기까지 암석은 천태만상의 불균질성을 가진 재료라고 할 수 있다. 불균질성은 암석의 모든 부분을 보아도 화학적·물리적 성질이 같지 않은 것을 가리키며, 이방성은 화학적·물리적 성질이 어느 방향으로도 다른 것을 가리킨다. 이처럼 매우 복잡한 암석역학에는 암석의 거동을 설명하기 위한 완벽한 이론해가 존재할 수 없으며, 따라서 이러한 재료들에 대한 성질, 거동에 대한 연구의 전제 조건으로서 주로 경험식과 불균질성을 단순화하기 위하여 많은 가정들을 도입하게 된다. 또한 연구의 대상도 조성광물들 자체 보다는 암반의 거동을 지배하는 불연속면과 굴착에 의한 암반내 초기응력의 재분배에 따른 강도 및 변형특성이 주를 이루고 있다.

2. 암석의 물리적 성질과 역학적 성질

암석의 물리적 성질은 공학적으로 암석을 판단하는데 중요한 요소가 된다. 암석의 물리적 성질이나 재료가 가지고 있는 고유 성질 중 화학적 변화를 동반하지 않는 것을 의미한다. 암석의 역학적 성질은 암석에 힘을 작용했을 때 그 힘에 대하여 암석이 나타내는 성질을 의미 하므로 물리적 성질 중의 하나이다. 암석의 물리적 성질 중에서 역학적 성질은 다음과 같다.
‣비중(Specific)
‣공극률(porosity)
‣함수율(water content)
‣침투율(permeability)
‣경도(hardness)
마모경도(abrasive hardness)
반발경도(screloscope hardness)
압입경도(indentation hardness)
긁기정도(scratch handness)

참고자료

· 없음