KR102625946B1 - 절리암석의 직접 전단 시험을 위한 장봉 낙하 충격 시험장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 압축공기를 이용한 높이 제어시스템을 이용하여 충격바의 낙하 높이를 조절함과 동시에 종횡비(길이/직경)가 큰 충격바를 사용하여 시험편의 스폴링 현상을 방지할 수 있는 암석의 직접 전단 시험용 낙하 충격 시험장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 암석의 직접 전단 시험을 위한 낙하 충격 시험장치로서, 보다 상세하게는 압축공기를 이용한 높이 제어시스템을 이용하여 충격바의 낙하 높이를 조절함과 동시에 종횡비(길이/직경)가 큰 충격바를 사용하여 시험편의 스폴링 현상(인장파괴)을 방지할 수 있는 암석의 직접 전단 시험용 낙하 충격 시험장치에 관한 것이다.
지하 암반 내 터널이나 갱도를 건설하기 위하여 폭약을 이용하여 암반을 파쇄하는 발파공법 및 TBM이나 로드헤더와 같은 굴착장비를 이용하여 암석을 파쇄하는 기계적 굴착공법이 적용되어 오고 있다. 암반에는 수많은 절리나 층리와 같은 불연속성이 존재하는데, 특히 지하갱도나 터널에는 다수의 불연속면이 노출되며, 특히 주변 굴착에 의한 발파진동, 자연 지진동에 의하여 전단파괴가 발생되어 터널 전체의 국부 또는 전체붕괴를 초래할수 있다. 이러한 암석구조물의 거동과 안정성을 이해하기 위해서는 암석 접합면의 전단특성을 이해할 필요가 있다.
암석 구조의 안정성은 암석의 단층 및 접합부와 같은 불연속 표면의 분포 특성 및 기계적 특성에 따라 달라진다. 직접전단시험과 다단전단시험은 암석 접합면의 전단특성을 측정하는 방법이다. 직접전단시험은 시편별로 하중조건을 달리하여 전단변위를 발생시켜 접합면의 전단특성을 측정하며, 동일한 거칠기의 시편을 요구한다. 그러나 현장에서 동일한 조도(거칠기)를 가진 시료를 얻기가 매우 어려워 다단계 전단시험을 진행하고 있다. 다단전단시험에서는 일정한 수직하중 구간을 시편으로 설정하고, 수직하중을 단계적으로 증가시키면서 전단변위를 발생시켜 각 수직응력단별 전단특성을 측정한다. 다단계 전단시험의 경우 국제암반기계학회(ISRM, 1981)에서는 암반의 불연속 표면시험법을 권장하고 있다. 그러나 수직하중으로 인한 전단하중의 증가로 시편의 접합면이 손상되어 직접전단시험보다 전단강도가 낮다는 지적이 있다(Zhao and Zhou, 1992).
도 1은 동축에 위치한 두 개의 금속봉(충격바와 입사봉)을 가지는 단일 홉킨슨 압력봉 시스템의 개략도이다. 단일 홉킨슨 압력봉 시스템은 약 1/s와 104/s 사이의 변형률에서 재료의 동적 특성을 평가하기 위한 이상적인 직접 전단 시험장치로 알려져 있다(Xia et al., 2015). 도 1을 참고하면, 시편의 경우 입사봉 끝단에 위치하며, 가스총과 같은 추진장치로 충격바가 입사봉을 타격하여 동하중을 시편으로 전달하는 방식이다. 도 1의 시스템은 입사 파장이 짧고 반사파의 인장응력을 받아 스폴링 현상이 발생한다는 문제점이 제기되어 왔다.
본 발명은 암석 접합부의 전단 특성을 제공하는 직접 전단 시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 직접 전단 시험에서 암석 접합면의 스폴링 현상(인장파괴)을 방지할 수 있는 낙하 충격 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 암석 시료에 균일한 수직응력을 가할 수 있는 낙하 충격 시험 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 가스건과 같은 추진장치 없이 공기압으로 충격바를 낙하위치까지 이동시켜 암석시료에 가해지는 동하중을 제어하는 낙하 충격 시험장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 하나의 양상은
하부플레이트(11), 상기 하부플레이트 상에 직립되어 배치된 메인 기둥(12)을 구비하는 지지프레임(10) ;
상기 메인 기둥(12) 상단과 하단측에 걸쳐 설치된 도르래(20) ;
상기 메인 기둥 상단측에 형성된 도르래 체인 단부에 설치된 클램핑부(30) ;
상기 클램핑부(30)에 체결되는 충격바(40) ;
상기 충격바(40)의 직하부에 위치하고, 내부에 제 1 시료(1)가 위치되는 입체 구조의 바디(51), 상기 시료에 수직응력을 가하는 수직응력셀(52), 상기 수직응력셀을 측면에서 가압하는 유압부(53)를 구비하는 직접 전단 테스트 박스(50) ;
상기 시료(1)와 상기 충격바(40)의 사이에 위치하고, 충격바(40)의 동하중을 상기 제 1 시료에 전달하는 입사봉(60)을 포함하는 낙하 충격 시험 장치에 관련된다.
가스건의 압력제어를 통해 동하중을 제어하는 단일 홉킨슨 압력봉 시스템과 달리, 본 발명의 낙하충격 시험장치는 공기압과 도르래를 이용하여 충격바를 낙하위치까지 이동시켜 암석시료에 가해지는 동하중을 제어할 수 있다. 본 발명의 낙하충격 시험장치는 가스건의 가스 압력 제어방식보다 공기압과 도르래를 이용함으로서 보다 안전한 시험 조건을 제공할 뿐만 아니라 암석시료에 가해지는 동하중을 더 높일 수 있다.
또한, 본 발명의 낙하충격 시험장치는 충격바의 종횡비(길이/직경)를 10 이상으로 높여 암석 접합면의 스폴링 현상을 방지할 수 있다.
본 발명의 낙하충격 시험장치는 시료에 일정 수직응력을 제공하는 수직응력셀과 유압식 하중장치를 구비하여 시료에 가해지는 구속응력 조건하에서 발생하는 전단응력을 구할 수 있다.
도 1은 단일 홉킨슨 압력봉 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일구현예인 낙하 충격 시험 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2의 직접 전단 테스트 박스(50)의 일예이다.
도 4는 수직응력셀(52)의 개념도이다.
도 5와 도 6은 도 2의 높이 제어 시스템(70)을 도시한 것이다.
도 7은 도 2의 클램핑부(30)를 도시한 것이다.
도 8은 실시예에서 제조된 인공접합면 시편이다.
도 9의 a는 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이고, 도 9의 b는 단일 홉킨스 시스템 장치(도 1)를 이용하여 측정된 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이다.
도 10은 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 전단응력-시간 곡선이고, 도 11은 전단응력-변위곡선이고, 도 12는 최대 전단강도-초기 수직응력을 나타낸다.
도 13은 실시예 1의 낙하충격 시험에서 고속카메라로 촬영한 이미지이다.
도 2는 본 발명의 일구현예인 낙하 충격 시험 장치의 개략도이다.
도 3은 도 2의 직접 전단 테스트 박스(50)의 일예이다.
도 4는 수직응력셀(52)의 개념도이다.
도 5와 도 6은 도 2의 높이 제어 시스템(70)을 도시한 것이다.
도 7은 도 2의 클램핑부(30)를 도시한 것이다.
도 8은 실시예에서 제조된 인공접합면 시편이다.
도 9의 a는 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이고, 도 9의 b는 단일 홉킨스 시스템 장치(도 1)를 이용하여 측정된 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이다.
도 10은 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 전단응력-시간 곡선이고, 도 11은 전단응력-변위곡선이고, 도 12는 최대 전단강도-초기 수직응력을 나타낸다.
도 13은 실시예 1의 낙하충격 시험에서 고속카메라로 촬영한 이미지이다.
이하에서, 본 고안의 바람직한 실시 태양을 도면을 들어 설명한다. 그러나 본 고안의 범위는 하기 실시 태양에 대한 설명 또는 도면에 제한되지 아니한다. 즉, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 고안을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 기술되는 "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "부", "기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일구현예인 낙하 충격 시험 장치의 개략도이고, 도 3은 도 2의 직접 전단 테스트 박스(50)의 일예이고, 도 4는 수직응력셀(52)의 개념도이고, 도 5와 도 6은 도 2의 높이 제어 시스템(70)을 도시한 것이고, 도 7은 도 2의 클램핑부(30)를 도시한 것이고, 도 8은 실시예에서 제조된 인공접합면 시편이고, 도 9의 a는 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이고, 도 9의 b는 단일 홉킨스 시스템 장치(도 1)를 이용하여 측정된 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이고, 도 10은 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 전단응력-시간 곡선이고, 도 11은 전단응력-변위곡선이고, 도 12는 최대 전단강도-초기 수직응력을 나타내고, 도 13은 실시예 1의 낙하충격 시험에서 고속카메라로 촬영한 이미지이다.
도 2 내지 도 7을 참고하면, 본 발명의 낙하 충격 시험 장치는 지지프레임(10). 도르래(20), 클램핑부(30), 충격바(40), 전단테스트 박스(50), 입사봉(60) 및 높이 제어 시스템(70)을 포함한다.
상기 지지프레임(10)은 하부플레이트(11), 상기 하부플레이트 상에 직립되어 배치된 메인 기둥(12)을 구비한다.
상기 지지프레임은 낙하 충격 시험이 가능하도록 일정 높이를 갖는 프레임으로서, 하부플레이트(11)는 지면상에 위치된다.
상기 메인기둥(12)은 일단이 상기 하부플레이트에 고정되어, 소정 높이로 직립되어 두 개 이상이 배치될 수 있다.
도 5와 도 6을 참고하면, 상기 도르래(20)는 상기 메인 기둥(12) 상단과 하단측에 걸쳐 설치된다. 상기 도르래(20)는 바퀴와 체인으로 구성되고, 체인의 일단에 상기 클램핑부(30)와 충격바(40)가 고정되고, 체인의 타단은 결속부(25)를 통해 지지프레임(10)에 고정될 수 있다.
상기 도르래는 일반적으로 체인의 타단에 인력이나 동력을 가하여 체인의 일단에 결합된 물체를 상승시키지만, 본 발명의 도르래(20)는 체인의 타단을 지지프레임(10)에 고정하고, 도르래의 바퀴를 상승시켜 체인에 결합된 물체를 상승시킨다.
좀 더 구체적으로, 상기 도르래(20)는 메인 기둥 상단에 고정된 제 1 바퀴(21), 상기 메인기둥 하단측에 고정된 제 2 바퀴(22), 메인 기둥의 측면측에 형성된 제 3 바퀴(23) 및 이들에 감겨 연결된 체인(24)을 구비할 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 체인(24)은 일단이 상기 클램핑부(30)에 고정되고, 타단이 결속부(25)를 통해 측면기둥(13)에 고정될 수 있다.
상기 제 3 바퀴(23)는 상기 높이 제어 시스템(70)에 의해 상기 메인 기둥과 측면 기둥 사이를 승하강할 수 있다.
도 5와 도 6을 참고하면, 상기 높이 제어 시스템은 상기 제 3 바퀴(23)를 상승시켜 상기 체인(24)의 일단에 결합된 충격바(40)을 소정의 낙하높이까지 이동시킨다.
상기 높이 제어 시스템(70)은 슬라이딩부(71), 고정판(72), 실린더부(73), 압축기(74), 배관(75) 및 압력조절부(76)를 포함할 수 있다.
상기 슬라이딩부(71)는 제 3 바퀴(23) 하측에 위치하는 금속판이다 제 3 바퀴(23)의 축 부분이 상기 슬라이딩부(71) 상면에 고정된다.
상기 슬라이딩부(71)는 메인 기둥과 측면 기둥(13) 사이 공간에 위치하되, 메인기둥과 측면기둥에 소정간격 이격된다.
상기 고정판(72)은 소정 두께의 금속판으로서, 상기 슬라이딩부(71) 아래에 소정간격 이격되어 상기 메인 기둥(12)과 측면기둥(13)에 각각 용접 또는 볼트 조립될 수 있다.
상기 실린더부(73)는 상기 고정판(72)을 관통하여 상기 슬라이딩부(71)의 하면에 결합된다. 상기 실린더부(73)는 피스톤과 피스톤 로드가 내장된 본체(731)와 본체 외측으로 돌출된 피스톤 로드(732)를 구비하고, 상기 피스톤 로드의 상면이 상기 슬라이딩부 하면에 결합될 수 있다. 상기 압축기의 공기압으로 피스톤 로드를 상승 및 하강(전진 및 후진)시켜 상기 슬라이딩부를 이동시킬 수 있다. 상기 실린더부(73)는 상기 고정판(72) 아래에 상기 메인 기둥(12)과 측면기둥(13) 사이에 조립되어 고정될 수 있다.
상기 압축기와 배관은 상기 실린더부에 압축공기를 제공한다.
상기 압력조절부(76)는 압축기(74)의 압력을 조절할 수 있는 밸브일 수 있다. 상기 높이 제어 시스템(70)은 상기 밸브를 전기적으로 조절하는 콘트롤밸브 및 제어판을 구비할 수 있다.
도 5와 도 6을 참고하면, 상기 높이 제어 시스템(70)은 실린더부(73)로 상기 슬라이딩부를 상승시키고, 이로 인해 제 1 내지 제 3 바퀴에 감긴 체인에 인장력이 가해져 상기 충격바가 상승될 수 있다.
상기 클램핑부(30)는 상기 체인(24)의 일단에 결합되어 상기 충격바(40)를 파지할 수 있다. 상기 클램핑부(30)는 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 상기 클램핑부는 전자석 타입일 수 있다. 즉, 상기 클램핑부(30) 하면에 전자석을 구비하여 자력으로 상기 충격바를 파지할 수 있다.
상기 클램핑부(30)는 공기압 방식으로 구동될 수 있다. 도 7을 참고하면, 상기 클램핑부(30)는 바디(31), 상기 바디 상면에 고정되어 하부로 연장되는 지지부(32), 상기 지지부(32)에 가로방향으로 결합된 거치대(33) 및 상기 거치대 양단에 회동가능하도록 힌지 결합된 링크(34)와 힌지부(35)를 포함할 수 있다. 상기 링크(34)는 단부가 갈고리나 꺽쇠 구조인 금속바일 수 있다. 상기 링크 단부에 상기 충격바의 상단이 거치될 수 있다.
상기 클램핑부(30)는 상기 링크(34)를 좌우로 스윙(회동) 구동시키는 공압 실린더(36)를 구비할 수 있다. 상기 공압실린더(36)의 본체는 지지부(32) 하측에 고정되고, 실린더 로드(37)의 단부는 상기 링크에 결합될 수 있다. 상기 공압실린더의 상기 로드가 전진하면 링크가 외측으로 스윙되어 충격바가 낙하될 수 있다.
전자석 클램핑부는 불시에 정전이 생길 때 충격바가 떨어질 수 있으나, 공기압 클램핑부는 정전시에도 공기압이 유지되므로 사고 우려가 없다.
상기 충격바(40)는 종횡비(길이(b) 대비 직경(a))가 10(길이b/직경a) 이상이다. 상기 종횡비가 10 이상인 경우 입사 파장이 길어 스폴링이나 인장파괴를 방지할 수 있다. 상기 충격바의 종횡비가 10 ~ 40일 수 있다.
상기 충격바(40)의 끝 부분이 반구 형상일 수 있다.
상기 직접 전단 테스트 박스(50)는 암석 시료에 일정 수직응력을 제공할 수 있다.
도 3을 참고하면, 상기 직접 전단 테스트 박스(50)는 바디(51), 수직응력셀(52), 가압부(53)를 포함할 수 있다.
상기 바디(51)는 상기 충격바(40)의 직하부에 위치하고, 내부에 제 1 시료(1)와 제 2 시료(2)가 위치된다. 상기 제 1 시료와 제 2 시료는 면접촉된다.
도 4를 참고하면, 상기 수직응력셀(52)은 상기 제 1 시료 및 제 2 시료에 수직응력을 가할 수 있다. 상기 수직응력셀(52)은 거치대(54)에 위치될 수 있다.
상기 수직응력셀(52)은 다양한 구조로 제조될 수 있다. 예를 들어 도 4를 참고하면, 상기 수직응력셀(52)은 하판(521), 압력측정센서(522), 상판(523), 고정바(524) 및 레일(525)을 포함할 수 있다.
상기 압력측정센서(522)는 공지된 압력 측정 센서로서 석영(quartz) 하중셀, 압전소자(piezoelectric element), 변형률게이지 센서가 이용될 수 있다.
상기 레일(525)은 암석시료와 접촉하되 저항을 최소화할 수 있도록 설계된 금속 구조물이다.
상기 가압부(53)는 상기 수직응력셀을 측면에서 가압한다.
상기 직접 전단 테스트 박스(50)는 상기 입사봉(60)이 좌우로 흔들리지 않도록 유격을 유지하는 플랜지(55)를 포함할 수 있다. 상기 플랜지(55)는 상기 바디(51) 상면에 결합된다.
상기 입사봉(60)은 상기 제 1 시료(1)와 상기 충격바(40)의 사이에 위치하고, 충격바(40)의 동하중을 상기 제 1 시료에 전달할 수 있다.
상기 제 1 시료(1)에 가속도 센서(3)가 부착되고, 상기 제 2 시료(2)의 하면에 전단하중센서(shear load cell)(4)가 설치될 수 있다.
상기 낙하 충격 시험 장치는 하기 수학식 1의 전단응력(τ)과 수직응력을 산출할 수 있다.
[수학식 1]
전단응력(τ) = F/A1,
수직응력(σ) = P/A1
F : 충격하중셀(4)로 측정된 충격하중(kgf)
P : 수직응력셀(52)로 측정된 정적하중(kgf)
A1 : 제 1 시료와 제 2시료의 접촉면적
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 바람직한 실시 예를 제시하지만, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
본 연구에서는 치과용 석고를 사용하여 동일한 접합부 거칠기를 갖는 시편을 제작하였다. 임의의 중간점 변위법에 의해 생성된 접합면 거칠기(JRC 17)를 3D 프린터를 이용하여 인공 접합면 모형을 제작하였다(도 8a). 제작된 인공 접합부 조도모델과 석고프레임을 측설 고정한 후 물과 치과용 석고를 0.3 : 1의 비율로 혼합하여 인공 접합면 석고 시편을 제작하였다(도 8b).
도 2 내지 7의 낙하 충격 시험장치를 사용하여 직접 전단 시험을 수행하였다. 실험에서는 초기 수직응력 0.5 MPa, 1 MPa를 가하였으며 도 9의 JRC 17 석고시편을 사용하였다. 충격바의 종횡비(길이/직경)는 10∼40이고, 무게는 10∼100kg이다. 높이 제어시스템을 이용하여 충격바를 4m까지 상승시킨 후 낙하시켰다.
도 9의 a는 실시예 1의 낙하충격 시험에서의 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이고, 도 9의 b는 단일 홉킨스 시스템 장치(도 1)를 이용하여 측정된 시간과 거리에 따른 입사 파형을 도시한 것이다. 도 9를 참고하면, Single Hopkinson 압력봉의 경우 짧은 타격봉으로 인해 입사 파장이 짧고 반사 인장응력의 영향을 받는 것을 알 수 있다. 반면 롱바 드롭 임팩트 시스템의 경우 롱 스트라이크 바에 의한 입사 파장이 길어 스폴링이나 인장파괴를 방지함을 알 수 있다.
또한, 실시예에서 측정된 가속도값과 전단하중값, 가해진 수직응력값을 이용하여 도 10의 전단 응력-시간 곡선, 도 11의 전단 응력-변위 곡선을 구하였다.
도 10을 참고하면, 전단응력-시간 곡선은 최대 전단강도를 나타낸 후 전단응력의 급격한 감소를 보여준다. 또한, 실험에서는 입사 파장이 약 700us에서 재현된다.
하기 표 1은 초기 수직응력 조건에 따른 최대 전단강도를 나타내고, 도 12는 최대 전단강도-초기 수직응력을 나타낸다. 실험결과에서 초기 수직응력은 상이하나 최대전단강도는 0.89 MPa, 0.885 MPa로 유사하게 측정됨을 확인하였다. 동적인 전단파괴거동을 확인하기 위해 실험 중 Phantom Micro High-Speed 카메라로 촬영한 이미지로 시편의 전단거동을 확인하였다(도 13). 도 13을 참고하면, 초기 수직응력 1MPa에서 최대 전단강도가 0.885MPa로 측정되었다. 또한, 충격하중이 제 1 시편에 가해졌으며, 이때 제 2 시편이 미끄러져 전단파괴되고 있음을 확인할 수 있다.
| Shear strength (MPa) | |
| Normal stress 0.5 MPa | 0.546 |
| 0.89 | |
| Normal stress 1 MPa | 0.885 |
| 1.04 | |
| 1.316 |
이상에서 본 발명의 바람직한 구현 예를 예로 들어 상세하게 설명하였으나, 이러한 설명은 단순히 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명 및 개시하는 것이다. 당업자는 본 발명의 범위 및 정신으로부터 벗어남이 없이 상기 설명 및 첨부 도면으로부터 다양한 변경, 수정 및 변형예가 가능함을 용이하게 인식할 것이다.
Claims (5)
- 하부플레이트(11), 상기 하부플레이트 상에 직립되어 배치된 메인 기둥(12)을 구비하는 지지프레임(10) ;
상기 메인 기둥(12) 상단과 하단측에 걸쳐 설치된 도르래(20) ;
상기 메인 기둥 상단측에 형성된 도르래 체인 단부에 설치된 클램핑부(30) ;
상기 클램핑부(30)에 체결되는 충격바(40) ;
상기 충격바(40)의 직하부에 위치하고, 내부에 제 1 시료(1)가 위치되는 입체 구조의 바디(51), 상기 시료에 수직응력을 가하는 수직응력셀(52), 상기 수직응력셀을 측면에서 가압하는 유압부(53)를 구비하는 직접 전단 테스트 박스(50) ;
상기 시료(1)와 상기 충격바(40)의 사이에 위치하고, 충격바(40)의 동하중을 상기 제 1 시료에 전달하는 입사봉(60)을 포함하며,
낙하 충격 시험 장치는 상기 도르래 체인의 타단부측에 설치된 높이 제어 시스템(70)을 구비하고, 상기 높이 제어 시스템은 도르래 바퀴(23) 하측에 위치하고, 상하로 이동가능한 슬라이딩 부(71), 상기 슬라이딩부(71)의 아래에 소정간격 이격되고 상기 메인기둥(12)의 측면측에 결합된 고정판(72), 상기 고정판(72)을 관통하여 상기 슬라이딩부(71)의 하면에 결합된 실린더부(73), 상기 실린더부에 압축공기를 제공하는 압축기(74)를 포함하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치. - 제 1항에 있어서, 상기 충격바(40)는 종횡비(길이 대비 직경)가 10(길이/직경) 이상인 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 낙하 충격 시험 장치는 상기 제 1 시료에 면접촉되어, 상기 수직응력셀(52)과 유압부(53)로 가압되는 제 2 시료(2)를 구비하고, 상기 제 1 시료에 가속도 센서(3)가 부착되고, 상기 제 2 시료의 하면에 전단하중센서(shear load cell)(4)가 설치된 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.
- 제 2항에 있어서, 상기 낙하 충격 시험 장치는 하기 수학식 1의 전단응력(τ)과 수직응력을 산출하는 것을 특징으로 하는 낙하 충격 시험 장치.
[수학식 1]
전단응력(τ) = F/A1,
수직응력(σ) = P/A1
F : 충격하중셀(4)로 측정된 충격하중(kgf)
P : 수직응력셀(52)로 측정된 정적하중(kgf)
A1 : 제 1 시료와 제 2시료의 접촉면적
- 삭제
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| KR1020220053865A KR102625946B1 (ko) | 2022-04-29 | 2022-04-29 | 절리암석의 직접 전단 시험을 위한 장봉 낙하 충격 시험장치 |
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