링 전단시험기를 이용한 연암의 절리에 대한 잔류강도 특성에 관한 연구

초록

현지 암반은 단층이나 절리, 균열 등의 불연속면을 포함하고 있다. 이들 불연속면의 변형 및 파괴거동에 관련된 역학적 특성은 암반의 해석에서 매우 중요한 요소로서 사용되고 터널, 댐, 교량, 지하 발전소, 도로 및 사면등의 건설 시에 기초가 되는 지반이나 암반구조물의 안정성에 결정적인 영향을 끼친다. 특히 근래에는 구조물이 대형화되어 가면서 암반이나 지반이 양호하지 않은 곳에도 건설하지 않을 수 없게 되었으며 도시공간의 효율적인 이용과 국토의 균형적인 발전 측면뿐만 아니라 지하암반이 가지고 있는 여러 이점들 때문에 지하공간의 이용은 더욱 증가할 것으로 예상된다. 그러므로 앞으로 더욱 큰 안정성이나 정밀도가요구 될 것이며, 이에 따라 암반의 강도 및 변형특성에 대한 시험이 대단히 중요하게 되었다. 암반의 역학적 특성은 암반내의 분리면(절리 및 벽개), 편리, 층리, 단층, 파쇄대 등과 같은 불연속면의 영향을 받아 이방성을 띠며 불균질한 거동을 나타낸다. 따라서 암석역학에서는 원위치 암석의 파괴만을 다루는 것보다는 불연속면의 전단거동을 더욱 중요시하게 되었다. 단층과 같은 주요 지형의 미끄러짐이나 굴착 경계면으로부터 단일 블록이 미끄러지는 조건은 불연속면에 따라 나타나는 전단강도에 의해 지배되기 때문이다. 전단강도를 구하기 위한 원위치 시험에서는 암반전단시험이나 블록전단시험등 직접전단시험과 암반 삼축압축시험이 이용되고 실내시험으로써 불연속면을 포함하고 있는 시험편에 대한 삼축압축시험과 직접전단시험이 이용된다. 본 연구에서는 직접전단시험의 매우 큰 변위를 공시체에 적용하지 못하는 결점을 보완하고 잔류강도 측정의 용이성을 위하여 링 전단시험기를 제작하여 사용하였고, 여기에서 얻어진 링 전단시험 결과와 기존의 직접 전단시험 결과를 비교 분석하여 실제 암반의 변형특성과 파괴거동 및 파괴현상을 검토함으로써 링 전단시험의 유용성을 검증해 보고자 하였다.