壓裂引張强度의 擧動特性과 活用性 = (A) study on the Brazilian strength behavior of Korean rocks

국문 초록 (Abstract)

지금까지 수 많은 연구자들은 쉽고 빠르고 저렴하게 간접적으로 역학지수를 도출하기 위하여 노력하였고 또한 많은 경험식들을 보고하였다. 그러나 아직까지도 범용할 수 있는 경험식으로 인증을 받지는 못하였다. 이는 지질학적 생성배경에 대한 고려가 없었고 모집단이 빈약하여 암종의 거동특성을 구명하지 못한 이유로 사료된다. 더욱이 실험방법마다, 암종에 따라 거동특성이 다름을 고려하지 못한 결과로 볼 수 있다.
본 고는 한국에 분포된 화성암, 변성암 및 퇴적암의 분포비율에 근접하게 구획하여 지질학적, 암석학적 요소를 고려하여 전국의 105지역에서 1,417블럭의 시료를 채취하여 일축압축강도, 압열인장강도, 점하중강도, Schmidt hammer 반발값 및 L. A. 마모율시험을 실시하였다. 이들 결과를 일축압축강도 도출을 위하여 상관해석을 시행하여 압열인장강도로 도출한 결과와 비교하였다. 또한 이들 결과를 각 암석군으로 묶어 각 시험법을 적용한 결과를 비교하였다.
암석의 역학지수중 인장강도는 일축압축강도에 비해서 상대적으로 값이 작기 때문에 역학적인 활용도는 거의 없는 편이다. 본 고는 인장강도를 간편하게 도출할 수 있는 압열인장강도(Brazilian Test Strength)를 매개로 각 암석군을 대상으로 일축압축강도를 상관 회귀분석법으로 도출하였다. 암석의 지질학적 생성특성에 따라 화성암, 변성암 및 퇴적암별로 회귀분석 좌표에서 거동특성을 분석해 본 결과 각 암군끼리는 동일한 거동을 보이며 화성암, 변성암 및 퇴적암 군별는 서로 다른 거동특성을 나타내었다.
일축압축강도를 간접적으로 구하기 위하여 퇴적암을 대상으로 압열인장강도를 매개로 사용하였을 때는 모든 시험법에서 암종에 상관없이 동일한 거동을 보여 주었다. 그러나 화성암, 변성암에서는 시험법마다, 암종에 따라 거동이 각각 다르게 나타났다.
압열인장강도법으로 도출된 경험식을 대상으로 각 암석군에 따라 95% 신뢰도 검증을 실시한 결과도 매우 좋다. 신뢰도 검증 회귀선에서 4%정도의 오차를 함유한다는 것은 95% 신뢰도 범위에 든다는 것을 증명하는 것으로 판단할 수 있다.
타 방법으로 경험식을 도출할려면 암종에 따라 각각 다른 많은 식을 사용해야 되나 압열인장강도로 일축압축강도를 도출할려면 화성암, 변성암 및 퇴적암에 해당하는 3개의 식으로 만족한 결과를 알 수 있다. 이것이 압열인장강도법이 타 방법에 비해 우수한 점이라 할 수 있다.
이는 지질학적 생성배경에 따른 거동특성을 분석, 고려한 결과이며 또한 모집단의 규모가 통계적 최소요소를 만족시킨 해석결과로 사료된다. 따라서 향후 간접법에 의한 암석의 역학적 인자를 추정할 때에는 본 고의 기준을 참고함이 신뢰도 높은 결과를 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 총 론 1
• 제 1 절 서 론 1
• 제 2 절 연구의 목적 3
• 제 3 절 연구동향 4
• 3.1 점하중강도시험 4
• 3.2 Schmidt Hammer시험 4
• 3.3 L. A. 마모율 시험 5
• 3.4 압열인장강도시험 6
• 제 2 장 시험 준비 8
• 제 1 절 지질개요 8
• 제 2 절 시료채취 9
• 제 3 절 시험기기 17
• 제 3장 시 험 19
• 제 1 절 일축압축시험 19
• 1.1 시험의 일반 19
• 1.2 시험 및 자료정리 20
• 제 2 절 Brazilian(압열인장)시험 25
• 2.1 시험의 일반론 25
• 2.2 시험 및 자료정리 27
• 제 3 절 점하중강도시험 28
• 제 4 절 Schmidt Hammer 타격시험 33
• 4.1 시험의 일반론 33
• 4.2 시험방법 33
• 제 5 절 Los Angeles 마모율시험 37
• 제 4 장 이론의 고찰 40
• 제 1 절 Griffith 이론 40
• 제 2 절 압열인장파괴이론 46
• 제 5 장 거동분석 및 해석 50
• 제 1 절 간접시험법의 선택 50
• 제 2 절 시험자료의 검정 50
• 제 3 절 거동분석 53
• 제 4 절 강도발현 기구 56
• 제 6 장 해석 58
• 제 1 절 점하중강도-일축압축강도 상관성해석 58
• 제 2 절 압열인장강도-일축압축강도 상관성해석 60
• 제 3 절 Schmidt Hammer 타격값-일축압축강도 상관성해석 61
• 제 4 절 L. A. 마모율-일축압축강도 상관성해석 64
• 제 7 장 해 석 66
• 제 1 절 화성암의 검정 66
• 제 2 절 변성암의 검정 67
• 제 3 절 퇴적암의 검정 68
• 제 4 절 검정의 고찰 69
• 제 8 장 결 론 71
• 참고문헌 72