중 간 고 사

암반공학응용 및 설계

2008년 11월 5일

1. 임의 물체 내 응력상태를 구한 결과 아래의 와 같았다. Body force = 0 일 때 이 물체가 static equilibrium 상태에 있음을 보이시오. (10)

답: 에서  이므로

이 성립하여야 함.

2. 임의 물체에 작용하는 응력상태가 아래와 같을 때 (인장방향이 +),

1) 법선벡터가 (1/3, 2/3, 2/3)인 면에서의 traction vector를 구하시오. (5)

2) 이 면에서의 수직응력벡터와 전단응력벡터를 구하시오. (10)

3. 스캔라인(scanline)을 설치하고 절리 방향을 분석한 결과 3개의 절리군이 존재하는 것으로 나타났다. 각 절리군에 속한 절리선은 스캔라인으로부터 시계방향으로 각각 20°, 60°, 140°의 교차각도를 가진다. 스캔라인을 따라 측정한 각 절리군의 평균간격이 1m, 0.5m, 0.2m 라 할 때,

1) 아래 그래프를 이용하여 스캔라인 방향으로의 RQD를 추정하시오. (10)

답: Total frequency = 1 + 2 + 5 = 8 m-1이므로 RQD는 그래프에서 약 80.

2) 기존의 스캔라인이 설치된 면에서 스캔라인을 시계방향으로 10° 회전시킨 후 RQD를 측정하면 얼마가 되는가? (10)

Total frequency = 1/1.97 + 1/0.57 + 1/0.17 = 8.1 m-1이므로 RQD는 그래프에서 약 80

4. RMR과 Q-system, GSI의 특징을 기술하시오. (15)

RMR (Rock Mass Rating)

- 5 parameters: Intact rock strength, RQD, joint spacing, joint condition, groundwater condition (refer to Table 3.5)

- Adjustment factor: joint orientation (refer to Table 3.6)

- Information: stand-up time, cohesion and friction angle of rock mass, support type, etc.

Q system

- 6 parameters: RQD, joint set number, joint roughness, joint alteration, groundwater condition, stress reduction factor (0.5 for high stress but tight structure, 400 for heavy squeezing or heavy rock burst)

GSI (Geological strength index)

- Evaluation from observation: structure (blockiness and interlocking) and discontinuity surface condition (refer to Figure 3.30)

- It does not explicitly include uniaxial strength, groundwater or stress condition and avoids double allowance for discontinuity spacing as in RMR.

- Information: stand-up time, cohesion and friction angle of rock mass, support type, etc.

5. Isotropic rock material 의 파괴강도를 나타내는 Coulomb의 전단강도기준을 통해 추정할 수 있는 일축압축강도와 인장강도를 유도하고 이 전단강도기준의 단점(적용상 한계)에 대하여 설명하시오. (20)

s = c + σn tanФ (Ф is an internal friction angle)

Discrepancy between reality and Coulomb's criterion:

1) Major fractures in failure are not always based on shear failure.

2) Predicted direction of shear failure does not always agree with experimental observations.

3) Experimental failure envelopes are generally non-linear.

6. Barton-Bandis의 절리면 전단강도식을 이용하여 절리면 전단강도의 크기효과에 대하여 설명하시오. (10)

7. 암반에 적용가능한 Hoek-Brown의 (generalized) 파괴기준에 대하여 설명하시오. (10)

- Applicable to short-term peak strength criterion of sensibly isotropic rock masses