절리면의 공학적 특성에 따른 암반사면의 파괴거동 분석

Abstract

실내모형실험을 통하여 평면파괴조건을 재현한 모형사면에 인장균열면과 활동면에 존재하는 수압을 가하여 절리면의 공학적 특성에 따라 발생되는 변위거동양상 및 1/v - t 곡선의 형태를 조사하였다. 또한, Fukuzono(1985)가 제시한 inverse-velocity 방법을 이용한 파괴시기 예측방법의 역학적인 평가를 제시하였다. 활동면에 점토질이 충전된 평면파괴거동 실험결과 절리거칠기가 클수록 일라이트의 점착력이 강하게 작용하여 파괴거동이 억제되는 것으로 나타났으며, 벤토나이트로 충전된 경우 낮은 수압레벨에서 사면파괴가 발생되며 변위거동 폭은 충전율에 비례하여 커지는 것으로 나타났다. 한계평행상태에서 수압과 자중에 의한 평면파괴거동 실험결과 절리거칠기, 활동면 경사각 및 충전물질 유·무에 따라 사면의 파괴거동양상은 계단형태와 지수함수형태 등으로 구분되며 파괴시까지 측정을 계속하여 가장 최근의 데이터로 1/v - t 곡선의 추세선을 직선형태로 설정하면 inverse-velocity 방법으로 정확한 파괴시간을 예측할 수 있음을 확인하였다. 이 연구의 실내모형실험 방법을 이용하여 다양한 암반사면의 파괴거동 양상을 모의실험하고 각각의 기하학적, 수리역학적 조건에 따른 파괴거동양상과 파괴시기예측 연구가 지속적으로 수행되면 암반사면의 안정성 평가, 유지관리 및 관리기준치 설정이 용이할 것으로 판단된다.

Laboratory tests, considering water pressure in the tension crack and the sliding surface of the plane failure condition, were performed to analyze failure behavior phases and 1/v - t curve patterns according to the engineering characteristic of joint plane. And, mechanical assessment of slope failure time prediction using the inverse-velocity method developed by Fukuzono(1985) was presented. The plane failure tests of which slip plane is filled with clay material show that failure behavior inhibited when joint roughness is high, cohesion of illite act strongly in slip plane and in case of filling material is bentonite slope failure happened in low water level and displacement fluctuation length increased relative to filling rate. The plane failure tests using water pressure and deadweight in limit equilibrium state show that various failure behavior phases such as step-like behavior, exponential function behavior, and others happened according to joint roughness, slip slide angle and the presence and absence of filling material, and linear fits of 1/v - t curve using the most recent data until the time of failure present exact failure time estimation. The results obtained in this study show that various rock slope failure model tests, using laboratory tests given in this paper, and analysis of its failure behavior phases and failure time according to each geometric and hydromechanical characteristics have the capability of determining the stability assessment, risk management and threshold setting of rock slope.