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濟州道 北西部 涯月-高山地域 火山岩體의 岩石力學的 特性
崔鈺坤 慶北大學校 自然科學大學 地質學科 地質學硏究會 1990 伏賢地質 Vol.- No.12
濟州島 北西部 地域의 암석은 第四紀 Pleistocene-Holocene의 용암체인 현무암이 主 구성암체로서, 이들 암체는 주상절리와 多量의 氣孔을 갖고 있다. 이 熔岩들 사이에는 熔岩空洞(lava tube)이 발달하고 있으며, 熔岩空洞에는 火山碎層物 및 粘土層이 挾在되어 있다. 또 碎層物이 地下水에 의해 流去되면 柱狀節理가 발달된 이 熔岩體는 崩壞, 陷沒 및 沈下를 일으킨다. 특히 이들 熔岩體는 氣孔에 의해 岩體의 力學的 性質(岩石의 强度, 應力, 破壞性등)이 支配를 받고 있다. 氣孔은 氣孔의 크기, 모양, 方向性등에 依해 그 力學性을 달리 함으로, 本 硏究에서는 火山岩體의 破壞 및 强度를 支配하는 氣孔分布角 즉, 破壞角의 要素(parameter)를 設定하여 試料當 各 氣孔破壞角에 의한 强度異方性에서 各 岩石代表試料의 有效强度比(Ke)를 導出하였다(B_1=0.30, B_65=0.32, B_64=0.49, B_31=0.54, B_5=0.72).여기서 Ke값이 적을수록 낮은 內部應力을 意味하고, 本域에서는 低位地帶보다 高位地帶일수록 岩體强度가 낮은 傾向을 보이고 있다. 또한 剪斷强度角(φ)은 φ=30˚-10˚의 범위로서 本 火山岩體는 대체로 낮은 剪斷强度角을 나타내고 있다. 따라서 본 암체는 岩體의 極限 破壞限界値인 0.33을 基準으로 할때 거의 대부분이 Ke=0.33 以上이 되어 地質工學的 不安定領域에 속하는 岩體이고 軟岩體에 該當되고 있다. Rocks which are composed of vesicular basaltic rocks, pyroclastic sediments, cinder cone and sand dune in Pleistocene-Holocene are distribution of northwestern part(Aewol-Kosan) in Cheju Island. The volcanic rocks(mainly basalt) have a lot of the vesicles and the discontinuties such as columnar joints which were developed by cooling and shrinkage of flowing lava. Rock mechanical properties(strength, stress and failure of rock) are likely to be affected by vesicles and pyroclastic sediments in volcanic rocks. The characteristic geometry of vesicles can be divided into vesicle shape(Vg), vesicle size(Vs), vesicle failure angle(Vfa) and suface vesicle-porosity(Svp). These give rise to the following date ; vesicle shape : 0.39 to 0.72, vesicle size 1.41 to 6.07㎜, vesicle failure angle : 0 degree to 80 degree, surface vesicle-property : 0.7 to 36.9%. The data show that vesicles with lager size and higher vesicle failure angle tend to be distributed far off from the volcanic eruption centers. Taking into account of various vesicle failure angle(Vfa), effective strength ratio(Ke) can be calculated by sample with stress anisotrophy B_l=0.30, B_65=0.32, B_64=0.49, B_31=0.54, B_5=0.72. Also, internal friction angle of rocks, shear strength angle(φ) show in a low numerical values of 30˚to 10˚. Based on Griffith failure theory, the other samples except B_1. B_65 belong to the critical failure limit with Ke=0.33, indicating that the se are relatively unstable rock bodies in view of engineering geology.