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무등산국립공원 입석대 주상절리대에 대한 물리역학적 특성
고진석 ( Chin-surk Ko ),김마루찬 ( Maruchan Kim ),노정두 ( Jeongdu Noh ),강성승 ( Seong-seung Kang ) 대한지질공학회 2016 지질공학 Vol.26 No.3
본 연구는 무등산국립공원 주상절리대 중 입석대 주상절리대를 대상으로 물리역학적 특성을 살펴보았다. 이를 위하여 무등산응회암에 대한 물리적 및 역학적 성질과 불연속면 특성, 주상절리대 주변의 진동 및 국지 기상 측정, 그리고 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형을 살펴보았다. 물리적 성질의 경우 평균 공극률은 0.65%, 평균 비중은 2.69, 평균 밀도는 2.68 g/cm³, 평균 종파속도는 2411m/s로 나타났다. 역학적 성질의 경우 평균 일축압축강도는 323MPa, 평균 탄성계수는 81 GPa, 그리고 평균 포아송비는 0.25로 나타났다. 절리면 전단시험의 경우 평균 수직강성은 3.15 GPa/m, 평균 전단강성은 0.38 GPa/m, 평균 점착력은 0.50 MPa, 그리고 평균 내부마찰각은 35°로 나타났다. 절리면 거칠기를 측정한 결과 거칠기 상수(JRC) 표준도에 따르면 4~6 범위, JRC 차트에 따르면 1~1.5 범위가 우세하게 나타나 약간 거침 상태를 보였다. 또한 주상절리 표면에 대한 실버슈미트해머 반발경도 Q값을 측정한 결과 평균 57(약 90MPa)로 나타났으며, 이는 원래 일축압축강도의 약 28% 수준이다. 입석대 주상절리대 주변의 진동을 측정한 결과 최대 진동값은 0.57PPV (mm/s)~2.35 PPV (mm/s) 범위를 보여 주상절리대 주변의 탐방객들에 의해 발생되는 진동은 미약한 것으로 나타났다. 주상절리의표면 및 부근에서 온도, 습도, 풍속 등 국지기상을 측정한 결과 측정 당일의 날씨 영향을 크게 받은 것으로 나타났다. 입석대 주상절리대 자체하중에 의한 지반변형 상태를 수치해석한 결과, 오른쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 약 2.5m일 때 최대값을 보이며, 6m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가했다. 중간 지반에서 최대 변위는 지반거리가 0~2 m에서 최대값을 보이며, 3m에서 급격하게 감소하다가 12m에서 미미하게 증가하는 경향을 나타냈다. 그리고 왼쪽 지반에서 최대 변위는 지반거리가 5~6m일 때 최대값을 보이며, 6~10m까지 급격하게 감소하다가 그 이후부터는 미미하게 증가하는 것으로 나타났다. This study is to evaluate the physical and mechanical properties on the Ipseok-dae columnar joints of Mt. Mudeung National Park. For these purposes, physical and mechanical properties as well as discontinuity property on the Mudeungsan tuff, measurement of vibration and local meteorology around columnar joints, and ground deformation by self-weight of columnar joints were examined. For the physical and mechanical properties, average values were respectively 0.65% for porosity, 2.69 for specific gravity, 2.68 g/cm³ for density, and 2411 m/s for primary velocity, 323 MPa for uniaxial compressive strength, 81 GPa Young’s modulus, and 0.25 for Poisson’s ratio. For the joint shear test, average values were respectively 3.15 GPa/m for normal stiffness, 0.38 GPa/m for shear stiffness, 0.50 MPa for cohesion, and 35° for internal friction angle. The JRC standard and JRC chart was in the range of 4~6, and 1~1.5, respectively. The rebound value Q of silver schmidt hammer was 57 (≒ 90 MPa). It corresponds 20% of the uniaxial compressive strength of intact rock. The maximum vibration value around the Ipseok=dae columnar joints was in the range of 0.57 PPV (mm/ s)~2.35 PPV (mm/s). The local meteorology of surface temperature, air temperature, humidity, and wind on and around columnar joints appeared to have been greatly influenced the weather on the day of measurement. For the numerical analysis of ground deformation due to its self-weight of the Ipseok-dae columnar joints, the maximum displacement of the right ground shows when the ground distance is approximately 2 m, while drastically decreased by 2~4 m, thereafter was insignificant. The maximum displacement of the middle ground shows when the ground distance is approximately 0~2 m, while drastically decreased by 3~10 m, thereafter was insignificant. The maximum displacement of the left ground shows when the ground distance is approximately 5~6 m, while drasti-cally decreased by 6~10 m, thereafter was insignificant.
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