KR20190086881A - Rock joint shear test system - Google Patents

Rock joint shear test system Download PDF

Info

Publication number
KR20190086881A
KR20190086881A KR1020180004960A KR20180004960A KR20190086881A KR 20190086881 A KR20190086881 A KR 20190086881A KR 1020180004960 A KR1020180004960 A KR 1020180004960A KR 20180004960 A KR20180004960 A KR 20180004960A KR 20190086881 A KR20190086881 A KR 20190086881A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
test piece
rock
rock test
pressing
plate member
Prior art date
Application number
KR1020180004960A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102062364B1 (en
Inventor
전석원
김태현
최승범
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020180004960A priority Critical patent/KR102062364B1/en
Publication of KR20190086881A publication Critical patent/KR20190086881A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102062364B1 publication Critical patent/KR102062364B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/24Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/02Details
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
    • G01N3/12Pressure testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24Earth materials

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

The present invention relates to an apparatus for testing a shear of a joint plane of a rock. According to an embodiment of the present invention, the apparatus for testing the shear of the joint plane of the rock sample, which includes a first rock sample and a second rock sample, which are placed to face each other along the joint plane formed in a longitudinal direction, comprises: a base unit placed on a lower side of the rock sample to support the rock sample; and a pressurizing unit which includes a pressurizing main frame unit at least a part of whose one end is opened, a plate member placed to cover the opening of the pressurizing main frame unit, and an elastic member fixated inside of the pressurizing main frame unit to be connected to and support the plate member. The pressurizing main frame unit is able to be placed on an upper side of the rock sample to pressurize and shear the first rock sample, and to form an upper sample accommodation space to accommodate the second rock sample which makes a relative motion against the first rock sample. The present invention aims to provide the apparatus for testing the shear of the joint plane of the rock, which is able to control hydraulic conditions and to observe a change in dynamic behavior.

Description

암석 절리면 전단 시험 장치{Rock joint shear test system}[0002] Rock joint shear test system [0003]

본 발명은, 암석 절리면 전단 시험 장치에 관한 것으로서, 특히 터널, 사면, 및 광산 환경하에 있는 암반의 역학적 물성을 산정하기 위하여 필수적으로 수행되는 암석 절리면 전단 시험 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rock shear front end shear test apparatus, and more particularly, to a rock shear surface shear test apparatus that is essentially performed to estimate the mechanical properties of rocks under tunnel, slope, and mine environments.

암반은 무결암(intact rock) 부분과 수많은 불연속면으로 구성되어 있는데, 암반의 역학적 성질에 영향을 크게 미치는 크기의 불연속면은 절리(joint)로 대표된다. 이러한 절리는 연약면으로 작용하기 때문에, 터널 및 사면 등 암반구조물의 안정성을 평가하는데 있어서, 절리의 역학적 거동을 이해하는 것이 필수적이다. Rocks are composed of intact rocks and numerous discontinuities. The discontinuities of size, which greatly affect the mechanical properties of rocks, are represented by joints. Since this joint acts as a soft surface, it is essential to understand the mechanical behavior of joints in evaluating the stability of rock structures such as tunnels and slopes.

그 중에서 절리면의 전단 거동(shear behavior)과 관련된 물성(점착강도, 마찰각, 팽창각 등)은 안정성 해석에 있어 매우 중요한 입력값이기 때문에, 원위치 혹은 실내시험을 통하여 그 값을 산정해야 한다. 절리면의 전단 거동은 절리면의 거칠기(roughness), 수직하중(normal stress), 충전물, 절리면의 강도 등 다양한 요인에 의한 영향을 받으며, 이러한 조건을 고려하여 직접전단시험이 가장 널리 수행된다. 직접전단시험의 결과로 마찰각, 점착강도 등이 얻어지며, 이 결과는 전단 거동 방정식에 적용되어 암반구조물의 안정성을 평가하는데 사용된다.Among them, the properties related to the shear behavior of joint surfaces (adhesion strength, friction angle, expansion angle, etc.) are very important input values in stability analysis. The shear behavior of the joint faces is influenced by various factors such as the roughness, normal stress, filler, and joint strength of the joint surface, and direct shear test is most widely performed considering these conditions. As a result of the direct shear test, friction angle, adhesive strength, etc. are obtained, and this result is applied to the shear behavior equation to evaluate the stability of the rock structure.

또한, 일반적으로 암석 자체의 수리전도도(hydraulic conductivity)는 매우 작은 수준이기 때문에, 암석 내에서 유체는 대부분 불연속면을 통하여 유동한다. 따라서 암석의 수리적 거동을 해석하기 위해서는 절리면의 수리 물성(수리전도도, 투수계수 등)을 산정하는 것이 매우 중요하다. 절리면을 따른 수리 거동 역시 거칠기, 하중조건 및 절리면 강성(stiffness) 등 다양한 요인에 의하여 영향을 받으며, 이 중에서 절리면의 간극(aperture), 접촉면적(contact area) 등이 가장 중요한 인자로 알려져 있다. Also, since the hydraulic conductivity of the rock itself is generally very small, the fluid mostly flows through the discontinuity in the rock. Therefore, in order to analyze the hydraulic behavior of the rock, it is very important to estimate the repair properties (hydraulic conductivity, permeability coefficient, etc.) of the joint surface. The repair behavior along the joint faces is also influenced by various factors such as roughness, load conditions and stiffness. Among them, the aperture and contact area of the joint faces are known to be the most important factors.

상기 인자는 암석의 수리거동을 결정하는 중요한 요소이며, 이는 다시 거칠기 및 강성 등의 역학적 요소에 의한 영향을 받는다. 따라서 역학적 및 수리적 조건의 연계해석(coupling)이 필수적이다. The factor is an important factor in determining the hydraulic behavior of the rock, which is again influenced by mechanical factors such as roughness and stiffness. Therefore, coupling of mechanistic and mathematical conditions is essential.

이에 따라, 암석의 절리면에 수직응력을 가한 상태에서 전단거동을 제어함으로써, 수리적 물성 변화를 실험적으로 규명하고 반대로 수리조건을 제어하여 역학적 거동 변화를 관찰할 수 있는 실험장비가 필요하나, 이러한 조건을 만족하는 장비는 일반적으로 매우 고가의 전단 및 수리 모듈(module)을 요구한다.Therefore, it is necessary to establish experimental equipment to experimentally identify changes in hydraulic properties by controlling the shear behavior in the state where normal stress is applied to the joint surfaces of rocks, and to observe mechanical behavior changes by controlling hydraulic conditions. Satisfying equipment typically requires very expensive shear and repair modules.

대한민국 공개특허공보 제10-2005-0103350호Korean Patent Publication No. 10-2005-0103350

이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 암석시험편의 절리면에 수직응력을 가한 상태에서 암석시험편의 절리면에 대한 전단거동을 제어함으로써, 수리적 물성 변화를 실험적으로 규명하고, 반대로 수리조건을 제어하여 역학적 거동 변화를 관찰할 수 있는 암석 절리면 전단 시험 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been conceived in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to elucidate experimentally the change of the hydraulic property by controlling the shear behavior of the rock test piece with respect to the joint surface in a state where normal stress is applied to the joint surface of the rock test piece, The present invention is directed to a rock shear surface shear test apparatus capable of observing changes in mechanical behavior.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치는 세로 방향으로 형성된 절리면을 따라 마주보도록 배치된 제1 암석시험편과 제2 암석시험편을 포함하는 암석시험편의 절리면 전단 시험 장치에 있어서, 상기 암석시험편의 하부에 배치되어 지지하는 베이스부; 및 일단의 적어도 일부가 개방되어 개구를 가지는 가압본체부, 상기 가압본체부의 개구를 덮도록 구비되는 판부재와, 상기 가압본체부 내부에 고정되고 상기 판부재에 연결되어 지지하는 탄성부재를 포함하는 가압부;를 포함하고, 상기 가압본체부는, 상기 암석시험편의 상부에 배치되어 상기 제1 암석시험편을 가압하여 전단함으로써 상기 제1 암석시험편과 상대운동하는 상기 제2 암석시험편이 수용되도록 상측시험편 수용공간을 형성할 수 있다.In order to accomplish the above object, a rock shear front end shear test apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first rock test piece and a second rock test piece arranged to face each other along a longitudinally formed joint surface, A base portion disposed on and supporting the rock test piece; And an elastic member fixed inside the pressing body portion and connected to and supported by the plate member, wherein the pressing member includes at least one of a pressing body portion having an opening and at least a part of which is open at one end, Wherein the pressing body portion is disposed on an upper portion of the rock test piece and presses and shears the first rock test piece so that the second rock test piece relatively moving with respect to the first rock test piece is received Space can be formed.

상기 베이스부는, 상기 가압부와 대칭형상으로 형성되며, 상기 제1 암석시험편이 수용되도록 하측시험편 수용공간을 형성할 수 있다.The base portion may be formed symmetrically with the pressing portion, and the lower test piece accommodating space may be formed to accommodate the first rock test piece.

상기 베이스부는, 일단의 적어도 일부가 개방되고, 상기 개방된 일단과 연통하는 상기 하측시험편 수용공간을 내부에 형성하는 베이스본체부, 상기 베이스본체부의 개방된 일단을 덮도록 구비되는 지지부재와, 상기 베이스본체부 내부에 고정되고 상기 지지부재에 연결되는 스프링부재를 포함할 수 있다.Wherein the base portion includes: a base body portion having at least one end thereof opened and having the lower test piece accommodating space therein communicated with the open end; a support member provided to cover an opened end of the base body portion; And a spring member fixed inside the base body portion and connected to the support member.

상기 탄성부재는 상기 상측시험편 수용공간에 구비될 수 있다.The elastic member may be provided in the upper test piece accommodating space.

상기 가압본체부는, 외주 소정부분을 수직하게 관통하는 수평유로, 및 상기 시험편 수용 공간을 형성하는 내측천장면을 수직하게 관통하여 상기 수평유로에 연통하는 수직유로가 형성될 수 있다.The pressurizing body portion may include a horizontal flow passage vertically penetrating a predetermined portion of the outer circumference and a vertical flow passage vertically passing through the inner ceiling portion forming the test piece receiving space and communicating with the horizontal flow passage.

상기 가압본체부는, 상기 제1 및 제2 암석시험편 사이의 수리전도도 측정을 위해 상기 수평유로와 상기 수직유로를 통해 유체가 흐르도록 하는 유체주입기에 연결될 수 있다.The pressurization body may be connected to a fluid injector for allowing a fluid to flow through the horizontal flow path and the vertical flow path for measuring hydraulic conductivity between the first and second rock test pieces.

상기 가압본체부는, 상기 제1 및 제2 암석시험편의 사이에 끼워지도록 하면에 중심부를 가로지르면서 돌출되는 막대가이드가 형성될 수 있다.The pressing body portion may be formed with a rod guide projecting while crossing the center portion so as to be sandwiched between the first and second rock test pieces.

상기 베이스부와 상기 가압부의 수평자세 유지를 위해 구비되는 지지부를 더 포함하고, 상기 지지부는, 상기 베이스부가 끼워져 배치되는 하판부재, 상기 가압부가 끼워져 배치되는 상판부재, 및 상기 하판부재와 상기 상판부재를 연결하는 복수의 가이드로드를 포함할 수 있다.And a support portion provided for maintaining the horizontal position of the base portion and the pressing portion, wherein the support portion includes a lower plate member in which the base portion is disposed, a top plate member in which the pressing portion is fitted, And a plurality of guide rods connecting the guide rods.

상기 가압부를 하 방향 운동시키기 위한 하중이 발생하는 하중발생부; 및 상기 하중발생부와 상기 하판부재 사이에 구비되어 상기 하중발생부의 하중을 상기 하판부재에 전달하는 하중전달부;를 더 포함할 수 있다.A load generating unit for generating a load for moving the pressing unit in a downward direction; And a load transmitting unit provided between the load generating unit and the lower plate member and transmitting a load of the load generating unit to the lower plate member.

상기 암석시험편을 감싸도록 구비되는 불투과성 막을 더 포함할 수 있다.And an impermeable membrane provided to enclose the rock test piece.

상기 암석시험편을 감싸도록 구비되어 상기 암석시험편의 반경방향 변위를 측정하는 변위측정부를 더 포함할 수 있다.And a displacement measuring unit provided to surround the rock test piece and measuring a radial displacement of the rock test piece.

상기 암석시험편, 상기 베이스부, 및 상기 가압부를 수용하는 챔버부를 더 포함하고, 상기 챔버부는, 상기 암석시험편의 절리면에 대해 수직한 방향으로 압력을 제공하도록 압력 조절이 가능한 압력저장공간을 구비할 수 있다.And a chamber portion for receiving the rock test piece, the base portion, and the pressing portion, wherein the chamber portion may have a pressure storage space capable of pressure adjustment so as to provide a pressure in a direction perpendicular to the joint surface of the rock test piece have.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치에 의하면, 하중발생부 제어를 통하여 암석시험편의 절리면에 대한 수평하중을 제공하고, 이에 따른 암석시험편의 전단 변위를 정밀하게 측정 및 제어할 수 있고, 동시에 암석시험편의 축 방향 하부로부터 전단응력을 측정할 수 있다.Therefore, according to the rock shear front end shear test apparatus according to the embodiment of the present invention, it is possible to provide a horizontal load on the joint surface of the rock test piece through the control of the load generating portion and precisely measure and control the shear displacement of the rock specimen At the same time, the shear stress can be measured from the axial bottom of the rock specimen.

또한, 챔버부 제어를 통하여 절리면에 수직한 방향으로 작용하는 수직압력을 측정 및 제어할 수 있다.Further, the vertical pressure acting in a direction perpendicular to the joint surface can be measured and controlled through the chamber part control.

또한, 암석시험편에 변위측정부 등 측정장비를 설치할 수 있기 때문에 암석시험편의 반경방향 압축 및 팽창 변위를 측정 및 제어할 수 있다. In addition, since the measurement equipment such as the displacement measuring unit can be installed on the rock test piece, the radial compression and the expansion displacement of the rock test piece can be measured and controlled.

또한, 암석시험편의 반경방향 팽창변위를 측정하면 팽창각, 간극 등 절리 수리거동 해석 시 매우 중요한 결과를 측정할 수 있으며, 암석시험편의 절리면에 대한 단순 일정 수직압력 조건뿐만 아니라 일정 수직강성 등 다양한 역학적 조건을 시험에 반영할 수 있다. In addition, measurement of radial expansion displacement of rock specimens can measure very important results in analysis of joint repair behavior such as expansion angle and gap, and it is possible to measure various mechanical properties such as constant vertical pressure, The conditions can be reflected in the test.

또한, 수압 조절 장비를 통하여 유체의 주입압력, 주입량을 측정 및 제어할 수 있다. Also, it is possible to measure and control the injection pressure and injection amount of the fluid through the hydraulic control device.

이와 더불어, 다양한 조건하에서 암석시험편의 절리면에 대한 역학적 및 수리적 시험을 수행할 수 있고, 기존 장비들과 비교 시 매우 경제적으로 장비 구축이 가능하며, 보다 다양한 물성 측정이 가능하기 때문에 학술연구뿐만 아니라 암반 해석이 필요한 토목, 자원개발 응용 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.In addition, it is possible to perform dynamic and numerical tests on joint surfaces of rock specimens under various conditions, and it is possible to construct equipments very economically as compared with existing equipments, and it is possible to measure more various properties, It can be used in various fields of civil engineering and resource development that require interpretation.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치의 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 베이스부의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 베이스부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 가압부의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 가압부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 지지부의 부분구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치의 동작상태도이다.
1 is a photograph of a rock shear surface shear test apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a sectional view of a rock shear surface shear test apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a perspective view of a base according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a base according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view of a pressing portion according to an embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a pressing portion according to an embodiment of the present invention.
7 is a partial structural view of a support according to an embodiment of the present invention.
8 is an operational state diagram of a rock shear surface shear test apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치(100)는, 세로 방향으로 형성된 절리면(JS)을 따라 마주보도록 배치된 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220)을 포함하는 암석시험편(200)의 절리면 전단 시험을 위한 장치로서, 챔버부(110), 베이스부(120), 가압부(130), 지지부(140), 하중발생부(150), 하중전달부(160), 불투과성 막(170), 및 변위측정부(180)를 포함할 수 있다.1 and 2, a rock joint plane shear test apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a first rock test piece 210 disposed to face along a joint surface JS formed in a longitudinal direction, A base portion 120, a pressing portion 130, a support portion 140, a load generating portion 150 (see FIG. 1), and a load generating portion 150 A load transmitting portion 160, an impermeable film 170, and a displacement measuring portion 180. [0031]

챔버부(110)는 베이스부(120), 가압부(130), 지지부(140), 하중발생부(150), 하중전달부(160), 불투과성 막(170), 및 변위측정부(180)를 내부에 수용한다. 베이스부(120)는 암석시험편(200)의 하부에 배치되어 지지한다. 가압부(130)는 암석시험편(200)의 상부에 배치되어 제1 암석시험편(210)을 가압할 수 있다. 가압부(130)는 제1 암석시험편(210)을 가압하여 전단함으로써 제1 암석시험편(210)과 상대운동하는 제2 암석시험편(220)이 수용되도록 시험편 수용 공간(TS)이 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다. 지지부(140)는, 베이스부(120)와 가압부(130)의 수평자세 유지를 위해 구비될 수 있다. 하중발생부(150)는 가압부(130)를 하 방향 운동시키기 위한 하중이 발생할 수 있다. 하중전달부(160)는 가압부(130)와 하중발생부(150) 사이에 구비되어 하중발생부(150)의 하중을 가압부(130)에 전달할 수 있다. 불투과성 막(170)은 챔버부(110) 내부 공간과의 기밀유지를 위해 암석시험편(200)을 감싸도록 구비될 수 있다. 변위측정부(180)는 불투과성 막(170)을 감싸도록 구비되어 암석시험편(200)의 반경방향 변위를 측정할 수 있다.The chamber part 110 includes a base part 120, a pressing part 130, a supporting part 140, a load generating part 150, a load transmitting part 160, an impermeable film 170 and a displacement measuring part 180 ). The base portion 120 is disposed and supported at the lower portion of the rock test piece 200. The pressing portion 130 may be disposed on the rock test piece 200 to press the first rock test piece 210. The pressurizing part 130 is formed inside the test piece accommodating space TS so as to accommodate the second rock test piece 220 that performs relative movement with the first rock test piece 210 by pressing and shearing the first rock test piece 210 . The support portion 140 may be provided to maintain the horizontal position of the base portion 120 and the pressing portion 130. The load generating unit 150 may generate a load for moving the pressing unit 130 downward. The load transfer unit 160 may be provided between the pressing unit 130 and the load generating unit 150 to transmit the load of the load generating unit 150 to the pressing unit 130. The impermeable membrane 170 may be provided to enclose the rock specimen 200 to maintain airtightness with the space inside the chamber part 110. The displacement measuring unit 180 is provided to enclose the impermeable film 170 to measure the radial displacement of the rock test piece 200.

이와 같이, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치(100)는, 가압부(130)에 의해 제1 암석시험편(210)에 대한 가압이 이루어질 때, 베이스부(120)에 하측시험편 수용 공간(BTS)이 형성되고 있고, 가압부(130)에 상측시험편 수용 공간(TTS)이 형성되어 있으므로, 제1 암석시험편(210)이 하측시험편 수용 공간(BTS)에 수용되고, 제2 암석시험편(220)이 상측시험편 수용 공간(TTS)에 수용됨으로써 암석시험편(200)의 절리면 전단 시험이 가능하다.When the first rock test piece 210 is pressurized by the pressing portion 130, the rock joint surface shear test apparatus 100 according to the embodiment of the present invention having the above-described structure is configured such that the base portion 120 And the upper test piece receiving space TTS is formed in the pressing portion 130, the first rock test piece 210 is accommodated in the lower test piece receiving space (BTS) , And the second rock test piece 220 is accommodated in the upper test piece accommodating space (TTS), the joint surface shear test of the rock test piece 200 is possible.

이하 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치(100)의 구성에 대해 상세 설명한다.Hereinafter, the configuration of the apparatus for testing rock shear front ends 100 according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

챔버부(110)는 일종의 삼축압축챔버(triaxial compression chamber)일 수 있다. 챔버부(110)는 시험을 수행하기에 필요한 강성을 가지고, 충분한 용량의 압력저장공간(SP)을 내부에 구비한다. 압력저장공간(SP)에는 챔버부(110), 베이스부(120), 가압부(130), 지지부(140), 하중발생부(150), 하중전달부(160), 불투과성 막(170), 및 변위측정부(180)가 구비될 수 있다. 챔버부(110)는 압력저장공간(SP)의 작동유를 이용하여 암석시험편(200)의 절리면(JS)에 수직한 방향으로 압력을 가할 수 있다. 챔버부(110)는 서보제어(servo control)에 의해 압력저장공간(SP)의 압력 조절이 가능하다.The chamber part 110 may be a triaxial compression chamber. The chamber portion 110 has a rigidity required for performing the test, and has a sufficient pressure storage space SP therein. The pressure storage space SP includes a chamber portion 110, a base portion 120, a pressing portion 130, a support portion 140, a load generating portion 150, a load transmitting portion 160, an impermeable film 170, And a displacement measuring unit 180 may be provided. The chamber part 110 can apply pressure in a direction perpendicular to the joint surface JS of the rock test piece 200 by using the hydraulic fluid in the pressure storage space SP. The chamber part 110 is capable of adjusting the pressure of the pressure storage space SP by servo control.

베이스부(120)는 암석시험편(200)의 하부에 배치되어 지지한다. 베이스부(120)는, 가압부(130)에 의해 전단되어 하 방향 운동하는 제1 암석시험편(210)을 수용하도록 하측시험편 수용공간(BTS)이 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.The base portion 120 is disposed and supported at the lower portion of the rock test piece 200. The base part 120 is characterized in that a lower test piece accommodating space (BTS) is formed therein to receive the first rock test piece 210 which is moved downward by the pressing part 130 and moves downward.

도 3 및 도 4를 참고하면, 베이스부(120)는 베이스본체부(121), 지지부재(123), 및 스프링부재(125)를 포함할 수 있다.3 and 4, the base portion 120 may include a base body portion 121, a support member 123, and a spring member 125.

베이스본체부(121)는 원통형상일 수 있다. 베이스본체부(121)는 상부 일단의 적어도 일부가 개방될 수 있다. 베이스본체부(121)는 개방된 일단과 연통하는 하측시험편 수용공간(BTS)이 내부에 형성될 수 있다. 하측시험편 수용공간(BTS)에는 상기한 바와 같이 제1 암석시험편(210)이 수용될 수 있다. 베이스본체부(121)는 상면에 중심부를 가로지르면서 돌출되는 중심가이드(121a)가 형성될 수 있다. 중심가이드(121a)는 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220) 사이에 끼워져 위치할 수 있다. 중심가이드(121a)는 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220)의 위치 정렬을 도와준다. The base body portion 121 may be cylindrical. At least a part of the upper end of the base body portion 121 may be opened. The base body portion 121 may have a lower test piece accommodating space (BTS) communicating with an opened end thereof. The first rock test piece 210 may be accommodated in the lower test piece accommodation space (BTS) as described above. The base body 121 may have a central guide 121a protruding from the center of the base body 121. The center guide 121a may be interposed between the first rock test piece 210 and the second rock test piece 220. The center guide 121a helps to align the first rock test piece 210 and the second rock test piece 220.

베이스본체부(121)는 수평유로(BHP)와 수직유로(BVP)가 형성되는 것을 특징으로 한다. 수평유로(BHP)는 베이스본체부(121)의 외주 소정부분을 수직하게 관통하여 형성된다. 수직유로(BVP)는 하측시험편 수용공간(BTS)을 형성하는 베이스본체부(121)의 내측바닥면을 수직하게 관통하여 형성된다. 여기서, 수직유로(BVP)는 수평유로(BHP)에 연통된다. 수직유로(BVP)와 수평유로(BHP)는, 암석시험편(200)의 절리면(JS)을 따라서 하측시험편 수용공간(BTS)으로 흘러들어오는 유체가 수평유로(BHP)에 연결되어 있는 유체배출호스(미도시)로 배출되도록 한다. 유체배출호스로 배출된 유체는 암석시험편(200)의 절리면(JS)의 수리전도도 측정에 이용될 수 있다. 여기서, 수리전도도란 유체가 토양이나 암석 등의 다공성 매체를 통과하는데 있어서 그 용이도를 나타내는 척도를 말한다.The base body portion 121 is characterized in that a horizontal flow path BHP and a vertical flow path BVP are formed. The horizontal flow path BHP is formed by vertically penetrating a predetermined portion of the outer circumference of the base body portion 121. The vertical flow path BVP is formed by vertically penetrating the inner bottom surface of the base body portion 121 forming the lower test piece accommodating space (BTS). Here, the vertical flow passage BVP communicates with the horizontal flow passage BHP. The vertical flow path BVP and the horizontal flow path BHP are connected to the fluid discharge hose BHP through which the fluid flowing into the lower test piece accommodating space BTS along the joint surface JS of the rock test piece 200 is connected to the horizontal flow path BHP Not shown). The fluid discharged through the fluid discharge hose can be used to measure the hydraulic conductivity of the joint surface (JS) of the rock test piece (200). Here, hydraulic conductivity is a measure of the ease with which a fluid passes through a porous medium such as soil or rock.

지지부재(123)는 베이스본체부(121)의 개방된 일단을 덮도록 구비될 수 있다. 지지부재(123)는 반원판 형상으로 형성될 수 있다. 지지부재(123)는 베이스본체부(121)가 암석시험편(200)의 하부에 배치될 때 제1 암석시험편(210)에 접촉하여 지지한다. 지지부재(123)는 스프링부재(125)에 의해 지지력을 보유하게 된다.The support member 123 may be provided to cover one open end of the base body 121. The support member 123 may be formed in a semi-disc shape. The support member 123 is held in contact with the first rock test piece 210 when the base body portion 121 is disposed below the rock test piece 200. The support member 123 is held by the spring member 125.

스프링부재(125)는 하측암석편 수용공간(BTS)에 구비될 수 있다. 스프링부재(125)는 일단이 베이스본체부(121)의 내측바닥면에 연결되고, 타단이 지지부재(123)에 연결되어 지지력을 제공한다. 스프링부재(125)는, 가압부(130)에 의해 가압되어 제1 암석시험편(210)이 하측암석편 수용공간(BTS)에 수용될 때, 제1 암석시험편(210)의 급격한 수직방향 이동을 방지하도록 지지력을 제공한다.The spring member 125 may be provided in the lower rock portion receiving space (BTS). The spring member 125 has one end connected to the inner bottom surface of the base body portion 121 and the other end connected to the support member 123 to provide a supporting force. The spring member 125 is urged by the pressing portion 130 so that the abrupt vertical movement of the first rock test piece 210 when the first rock test piece 210 is received in the lower rock portion receiving space BTS .

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 가압부(130)는 베이스부(120)와 대칭되는 형상으로 형성될 수 있다. 가압부(130)는 암석시험편(200)의 상부에 배치되어 가압할 수 있다. 가압부(130)는 제1 암석시험편(210)을 가압하여 전단함으로써 제1 암석시험편(210)과 상대운동하는 제2 암석시험편(220)이 수용되도록 상측시험편 수용공간(TTS)이 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다. Referring again to FIGS. 1 and 2, the pressing portion 130 may be formed to have a shape symmetrical to the base portion 120. The pressing portion 130 can be disposed on the rock test piece 200 and pressurized. The pressurizing portion 130 pressurizes and presses the first rock test piece 210 to form an upper test piece receiving space TTS so that the second rock test piece 220 is moved relative to the first rock test piece 210 .

도 5 및 도 6을 참고하면, 가압부(130)는 가압본체부(131), 판부재(133), 및 탄성부재(135)를 포함할 수 있다.5 and 6, the pressing portion 130 may include a pressing body portion 131, a plate member 133, and an elastic member 135.

가압본체부(131)는 원통형상일 수 있다. 가압본체부(131)는 하부 일단의 적어도 일부가 개방될 수 있다. 가압본체부(131)는 개방된 일단과 연통하는 상측시험편 수용공간(TTS)이 내부에 형성될 수 있다. 상측시험편 수용공간(TTS)에는 상기한 바와 같이 제2 암석시험편(220)이 수용될 수 있다. 가압본체부(131)는 하면에 중심부를 가로지르면서 돌출되는 막대가이드(131a)가 형성될 수 있다. 막대가이드(131a)는 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220) 사이에 끼워져 위치할 수 있다. 막대가이드(131a)는 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220)의 위치 정렬을 도와준다. The pressing body portion 131 may be cylindrical. At least a part of the lower end of the pressing main body part 131 can be opened. An upper test piece receiving space (TTS) communicating with one end of the pressurizing main body portion 131 may be formed therein. In the upper test piece accommodating space (TTS), the second rock test piece 220 may be accommodated as described above. The pressing body 131 may have a rod guide 131a protruding from the bottom surface of the pressing body 131 while crossing the center thereof. The rod guide 131a may be interposed between the first rock test piece 210 and the second rock test piece 220. The rod guide 131a helps to align the first rock test piece 210 and the second rock test piece 220.

가압본체부(131)는 수평유로(THP)와 수직유로(TVP)가 형성되는 것을 특징으로 한다. 수평유로(THP)는 가압본체부(131)의 외주 소정부분을 수직하게 관통하여 형성된다. 수직유로(TVP)는 상측시험편 수용공간(TTS)을 형성하는 베이스본체부(121)의 내측천장면을 수직하게 관통하여 형성된다. 수직유로(TVP)는 수평유로(THP)에 연통된다. 여기서, 수평유로(THP)에 유체주입기(미도시)에 연결된다. 유체주입기는 암석시험편(220)의 절리면(JS)의 수리전도도 측정을 위해 수평유로(THP)에 유체를 주입할 수 있다. 수평유로(THP)에 주입된 유체는 수평유로(THP) 및 수직유로(TVP)를 지나서 상측시험편 수용공간(TTS)으로 배출된다. 이후 유체는 가압본체부(131)의 하부 개방된 일단을 통해 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220) 사이의 공간으로 유입되고, 암석시험편(200)의 절리면(JS)을 따라서 하측시험편 수용공간(BTS)으로 배출되며, 베이스본체부(121)의 수직유로(BVP)와 수평유로(BHP)에 연결되어 있는 유체배출호스(미도시)로 배출된다. 유체배출호스로 배출된 유체는 암석시험편(200)의 절리면(JS)의 수리전도도 측정에 이용될 수 있다.The pressurizing body portion 131 is characterized in that a horizontal flow path THP and a vertical flow path TVP are formed. The horizontal flow path THP is formed by vertically penetrating a predetermined portion of the outer peripheral portion of the pressing main body 131. The vertical flow path TVP is formed by vertically penetrating the inner ceiling surface of the base body portion 121 forming the upper test piece accommodating space TTS. The vertical flow path TVP communicates with the horizontal flow path THP. Here, it is connected to a fluid injector (not shown) in the horizontal flow path THP. The fluid injector can inject fluid into the horizontal flow path THP for measuring the hydraulic conductivity of the joint surface JS of the rock test piece 220. [ The fluid injected into the horizontal flow path THP is discharged through the horizontal flow path THP and the vertical flow path TVP into the upper test piece accommodation space TTS. The fluid then flows into the space between the first rock test piece 210 and the second rock test piece 220 through one lower open end of the pressurizing main body part 131 and then flows along the joint surface JS of the rock test piece 200 And discharged into a fluid discharge hose (not shown) connected to the vertical flow path BVP of the base body portion 121 and the horizontal flow path BHP. The fluid discharged through the fluid discharge hose can be used to measure the hydraulic conductivity of the joint surface (JS) of the rock test piece (200).

판부재(133)는 가압본체부(131)의 개방된 일단을 덮도록 구비될 수 있다. 판부재(133)는 반원판 형상으로 형성될 수 있다. 판부재(133)는 가압본체부(131)가 암석시험편(200)의 상부에 배치될 때 제1 암석시험편(210)에 접촉한다. The plate member 133 may be provided so as to cover one open end of the pressurizing body portion 131. The plate member 133 may be formed in a semi-disc shape. The plate member 133 contacts the first rock test piece 210 when the pressurizing body portion 131 is disposed on the rock test piece 200.

탄성부재(135)는 상측암석편 수용공간(TTS)에 구비될 수 있다. 탄성부재(135)는 일단이 가압본체부(131)의 내측천장면에 연결되고, 타단이 판부재(133)에 연결된다. 탄성부재(135)는 판부재(133)가 제2 암석시험편(220)의 상면에 면접하도록 지지한다.The elastic member 135 may be provided in the upper rock portion receiving space TTS. One end of the elastic member 135 is connected to the inner ceiling surface of the pressing main body 131 and the other end is connected to the plate member 133. The elastic member 135 supports the plate member 133 so as to be in contact with the upper surface of the second rock test piece 220.

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 지지부(140)는 암석시험편(200), 베이스부(120), 및 가압부(130)가 안정적인 수평자세를 유지하도록 지지하는 것으로서, 하판부재(141), 상판부재(143) 및 복수의 가이드로드(145)를 포함할 수 있다.1 and 2, the support portion 140 supports the rock test piece 200, the base portion 120, and the pressing portion 130 to maintain a stable horizontal posture. The support portion 140 supports the lower plate member 141, An upper plate member 143 and a plurality of guide rods 145. [

하판부재(141)에는 베이스부(120)가 끼워져 배치될 수 있다. 상판부재(143)에는 가압부(130)가 끼워져 배치될 수 있다. 복수의 가이드로드(145)는 하판부재(141)와 상판부재(143)를 연결할 수 있다. 상기한 구성으로 이루어진 지지부(140)는 가압부(130)의 가압 동작시, 베이스부(120), 가압부(130), 및 암석시험편(200)의 수평자세가 유지되도록 지지한다. 즉 지지부(140)는 가압부(130)의 가압 동작시, 비틀림 등의 현상을 방지하고 수직방향으로만 암석시험편의 변위가 일어나도록 하기 위해 필요하다.The lower plate member 141 may be provided with a base portion 120 inserted therein. The upper plate member 143 may be disposed with the pressing portion 130 inserted therein. The plurality of guide rods 145 can connect the lower plate member 141 and the upper plate member 143. The supporting portion 140 having the above-described configuration supports the base portion 120, the pressing portion 130, and the rock test piece 200 in a horizontal posture during the pressing operation of the pressing portion 130. That is, the support portion 140 is necessary to prevent the phenomenon of twisting or the like during pressing operation of the pressing portion 130 and to cause displacement of the rock test piece only in the vertical direction.

도 7의(a)를 참고하면, 하판부재(141)는 원판형상일 수 있다. 하판부재(141)는 상면 중앙부에 가이드링(141a)이 돌출 형성될 수 있다. 가이드링(141a)의 내경은 베이스부(120)의 베이스본체부(121)의 외경과 거의 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 베이스본체부(121)는 가이드링(141a)에 끼워져 배치될 수 있다. 하판부재(141)는 중앙부에 별도의 고정핀(미도시)이 형성될 수도 있다. 하판부재(141)는 고정핀이 베이스본체부(121)의 하부 중심부에 끼워져 고정될 수 있다.7 (a), the lower plate member 141 may be in the form of a disk. A guide ring 141a may protrude from the upper surface of the lower plate member 141 at the center thereof. The inner diameter of the guide ring 141a is preferably substantially the same as the outer diameter of the base body portion 121 of the base portion 120. The base body portion 121 can be inserted into the guide ring 141a. A separate fixing pin (not shown) may be formed at the center of the lower plate member 141. The lower plate member 141 can be fixed by inserting the fixing pin into the lower central portion of the base body portion 121.

하판부재(141)는 둘레를 따라 중심축을 기준으로 120도 간격마다 하측 가이드홀(Bh)이 형성될 수 있다. 하측 가이드홀(Bh)에는 가이드로드(145)가 끼움 결합될 수 있다. The lower plate member 141 may be formed with the lower guide holes Bh at intervals of 120 degrees with respect to the central axis along the circumference. A guide rod 145 can be fitted to the lower guide hole Bh.

도 7의(b)를 참고하면, 상판부재(143)는 하판부재(141)와 대칭형상으로 형성될 수 있다. 하판부재(143)는 하면 중앙부에 가이드링(143a)이 돌출 형성될 수 있다. 가이드링(143a)의 내경은 가압부(130)의 가압본체부(131)의 외경과 거의 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이를 통해 가압본체부(131)는 가이드링(143a)에 끼워져 배치될 수 있다. 상판부재(143)는 중앙부에 별도의 고정핀(미도시)이 형성될 수도 있다. 상판부재(143)는 고정핀이 가압본체부(131)의 상부 중심부에 끼워져 고정될 수 있다.Referring to FIG. 7 (b), the upper plate member 143 may be formed symmetrically with the lower plate member 141. The lower plate member 143 may have a guide ring 143a protruding from the center of the lower surface thereof. The inner diameter of the guide ring 143a is preferably substantially the same as the outer diameter of the pressing body portion 131 of the pressing portion 130. [ So that the pressurizing main body 131 can be fitted to the guide ring 143a. The upper plate member 143 may be formed with a separate fixing pin (not shown) at the center thereof. The upper plate member 143 can be fixed by inserting the fixing pin into the upper center portion of the pressing body portion 131. [

상판부재(143)는 둘레를 따라 중심축을 기준으로 120도 간격마다 상측 가이드홀(Th)이 형성될 수 있다. 상판부재(143)는 상측 가이드홀(Th)이 하측 가이드홀(Bh)과 동축 상에 위치하도록 가압부(130)의 상부에 배치될 수 있다. 상측 가이드홀(Th)에는 가이드로드(145)가 끼워질 수 있다. 여기서, 가이드로드(145)는 원형의 막대일 수 있다. 가이드로드(145)는 가압부(130)의 가압 동작시, 상측 가이드홀(Th)을 관통하여 상판부재(143)의 상부에 돌출된다. The upper guide member (Th) may be formed at intervals of 120 degrees with respect to the central axis along the perimeter of the upper plate member (143). The upper plate member 143 may be disposed on the upper portion of the pressing portion 130 such that the upper guide hole Th is coaxial with the lower guide hole Bh. A guide rod 145 can be fitted in the upper guide hole Th. Here, the guide rod 145 may be a circular rod. The guide rod 145 protrudes from the top of the upper plate member 143 through the upper guide hole Th during the pressing operation of the pressing portion 130. [

다시 도 1 및 도 2를 참고하면, 하중발생부(150)는 별도의 액츄에이터 장치에 의해 하중이 발생하는 부분이다. 하중발생부(150)는 챔버부(110)의 상부에 구비된다. 하중발생부(150)의 하중은 가압부(130)를 하 방향 운동시키도록 한다. 하중전달부(160)는 하중발생부(150)와 상판부재(141) 사이에 구비된다. 하중전달부(160)는 상판부재(141)에 접촉하도록 배치될 수 있다. 하중전달부(160)는 하중발생부(150)의 하중을 상판부재(141) 및 가압부(130)에 전달할 수 있다.1 and 2, the load generating part 150 is a part where a load is generated by a separate actuator device. The load generating part 150 is provided on the upper part of the chamber part 110. The load of the load generating unit 150 causes the pressing unit 130 to move downward. The load transmitting portion 160 is provided between the load generating portion 150 and the upper plate member 141. The load transmission portion 160 may be disposed so as to contact the upper plate member 141. The load transfer unit 160 can transfer the load of the load generating unit 150 to the upper plate member 141 and the pressing unit 130.

불투과성 막(170)은 암석시험편(200)을 감싸도록 구비될 수 있다. 불투과성 막(170)은 챔버부(110)의 압력저장공간(SP)으로부터 암석시험편(200)을 격리하는데 이용된다. 불투과성 막(170)은 챔버부(110)의 압력저장공간(SP)의 작동유가 암석시험편(200)에 유지되는 것을 방지하기 위하여 불투수성 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 불투과성 막(170)은 암석시험편(200)의 반경방향에 대한 변위를 허용하도록 신축성 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 불투과성 막(170)과 베이스부(120) 사이, 및 불투과성 막(170)과 가압부(130) 사이는 압력저장공간(SP)의 작동유가 암석시험편(200)에 유입되는 것을 방지하기 위해 별도의 방수테이프에 의해 기밀이 유지된다.The impermeable membrane 170 may be provided to enclose the rock test piece 200. The impermeable membrane 170 is used to isolate the rock test piece 200 from the pressure storage space SP of the chamber part 110. The impermeable membrane 170 is preferably made of an impermeable material to prevent the hydraulic fluid in the pressure storage space SP of the chamber part 110 from being retained in the rock test piece 200. The impermeable membrane 170 is preferably formed of a stretchable material to allow radial displacement of the rock test piece 200. Between the impermeable membrane 170 and the base portion 120 and between the impermeable membrane 170 and the pressing portion 130 prevents the hydraulic fluid in the pressure storing space SP from flowing into the rock test piece 200 The airtightness is maintained by a separate waterproof tape.

변위측정부(180)는 암석시험편(200)의 반경방향 변위를 측정하기 위한 것으로서, 암석시험편(200)을 감싸도록 구비될 수 있다. 즉 변위측정부(180)는 암석시험편(200)을 감싸고 있는 불투과성 막(170)을 감싸도록 구비될 수 있다. 변위측정부(180)는 일종의 신율계(extensometer)일 수 있다. 변위측정부(180)는 암석시험편(200)의 반경방향 변위를 허용하도록 신축 가능한 구조로 형성된다.The displacement measuring unit 180 measures the radial displacement of the rock test piece 200 and may be provided to enclose the rock test piece 200. That is, the displacement measuring unit 180 may be provided to surround the impermeable membrane 170 surrounding the rock test piece 200. The displacement measuring unit 180 may be a kind of extensometer. The displacement measuring unit 180 is formed in a stretchable structure so as to allow radial displacement of the rock test piece 200.

이하, 도 2 및 도 8을 참고하여, 본 발명의 실시 예에 따른 암석 절리면 전단 시험 장치(100)의 시험 과정에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 2 and FIG. 8, a description will be given of a test procedure of the apparatus for testing rock shear surface shearing apparatus 100 according to the embodiment of the present invention.

먼저 도 2에서 암석시험편 설치 과정을 설명하면, 상기한 구성으로 이루어진 절리면 전단 시험 장치(100)의 베이스부(120)와 가압부(130) 사이에 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220)을 포함하는 암석시험편(200)을 설치한다. 제1 암석시험편(210)은 하면이 베이스부(120)의 지지부재(123)에 지지되고, 상면이 가압본체부(131)의 개방되지 않은 하부 일단에 맞닿도록 배치된다. 제2 암석시험편(220)은 하면이 베이스본체부(121)의 개방되지 않은 상부 일단에 지지되고, 상면이 가압부(130)의 판부재(133)에 맞닿도록 배치된다. 불투과성 막(170)은 암석시험편(200)을 감싸도록 구비된다. 불투과성 막(170)과 베이스부(120) 사이 및 불투과성 막(170)과 가압부(130) 사이에 방수테이프를 접착한다. 암석시험편(200)을 감싸고 있는 불투과성 막(170)을 감싸도록 변위측정부(180)를 설치한다. 챔버부(110)의 압력저장공간(SP)의 압력 조절을 통해 암석시험편(200)의 절리면(JS)에 수직한 방향으로 압력을 가하여 제1 암석시험편(210)과 제2 암석시험편(220)이 밀착되도록 한다.2, a first rock test piece 210 and a second rock test piece 210 are sandwiched between the base part 120 and the pressing part 130 of the joint surface test apparatus 100 having the above- A rock test piece 200 including a test piece 220 is installed. The first rock test piece 210 is supported by the support member 123 of the base 120 and the upper surface of the first rock test piece 210 is disposed so as to abut one end of the lower end of the pressurizing main body 131. The second rock test piece 220 is supported on one end of the upper surface of the base body portion 121 which is not opened and the upper surface of the second rock test piece 220 is disposed to abut on the plate member 133 of the pressing portion 130. The impermeable membrane 170 is provided to enclose the rock test piece 200. A waterproof tape is adhered between the impermeable film 170 and the base portion 120 and between the impermeable film 170 and the pressing portion 130. The displacement measuring unit 180 is installed to enclose the impermeable membrane 170 surrounding the rock test piece 200. Pressure is applied to the first and second rock test pieces 210 and 220 in the direction perpendicular to the joint surface JS of the rock test piece 200 through the pressure control of the pressure storage space SP of the chamber part 110, Respectively.

위와 같은 상태에서 수리전도도 측정 방법에 대해 설명하면, 액체주입기(미도시)를 통해 가압부(130)에 액체(예컨대, 물)를 주입한다. 이때 액체는 상측시험편 수용 공간(TTS)을 지나서 암석시험편(200)의 절리면(JS)을 통과하여 하측시험편 수용 공간(BTS)에 유입되고, 이후 베이스부(120)에 연결되어 있는 배출호스(미도시)를 통해 외부로 배출된다. 이후 별도의 측정장비는, 주입되는 액체압력과 액체량, 및 배출되는 액체압력과 액체량을 이용하여 암석시험편(200)의 절리면(JS)에 대한 수리전도도를 산출한다. 이러한 수리전도도는 암석시험편(200)의 전단변위가 발생한 이후에도 상기한 방식으로 동일하게 측정가능하다.A method of measuring the hydraulic conductivity in the above-described state will be described. A liquid (for example, water) is injected into the pressing portion 130 through a liquid injector (not shown). At this time, the liquid passes through the upper test piece accommodating space (TTS), passes through the joint surface (JS) of the rock test piece (200), flows into the lower test piece accommodating space (BTS), and then the discharge hose And the like. Thereafter, the separate measuring equipment calculates the hydraulic conductivity of the rock test piece 200 to the joint surface JS using the liquid pressure and the liquid amount to be injected, and the liquid pressure and the liquid amount to be discharged. This hydraulic conductivity can be measured in the same manner as described above even after the shear displacement of the rock test piece 200 occurs.

이하 도 8을 참고하여 암석시험편(200)의 절리면 전단 방법에 대해 설명하면, 별도의 액츄에이터 장치가 하중발생부(150)을 구동하여 하중을 발생시킨다. 하중발생부(150)의 하중은 하중전달부(160)로 전달되고, 하중전달부(160)에 전달된 하중은 상판부재(143)를 거쳐 가압부(130)에 전달된다. 가압부(130)는 하중발생부(150)의 하중을 이용하여 암석시험편(200)을 가압하여 전단한다. 제1 암석시험편(210)은 가압부(130)의 가압에 의해 하 방향 운동하여 하측시험편 수용 공간(BTS)에 하부 소정부분이 수용된다. 또한 제2 암석시험편(210)은 제1 암석시험편(220)과 상대운동하여 상측시험편 수용 공간(TTS)에 상부 소정부분이 수용된다. 이때 제1 및 제2 암석시험편(210, 200)의 수직변위를 측정하면, 팽창각, 간극 등 절리 수리거동 해석 시 매우 중요한 결과를 측정할 수 있다. Referring to FIG. 8, a method of shearing the rock surface of the rock test piece 200 will be described. A separate actuator device drives the load generating part 150 to generate a load. The load of the load generating unit 150 is transmitted to the load transmitting unit 160 and the load transmitted to the load transmitting unit 160 is transmitted to the pressing unit 130 via the upper plate member 143. The pressing portion 130 presses the rock test piece 200 by using the load of the load generating portion 150 to shear. The first rock test piece 210 moves downward by the pressurization of the pressing portion 130, and a predetermined lower portion is accommodated in the lower test piece receiving space (BTS). Also, the second rock test piece 210 is moved relative to the first rock test piece 220 to receive a predetermined upper portion in the upper test piece receiving space TTS. In this case, when the vertical displacement of the first and second rock test pieces 210 and 200 is measured, it is possible to measure very important results in the analysis of the joint repair behavior such as the expansion angle and the gap.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

100: 암석 절리면 전단 시험 장치
110: 챔버부
120: 베이스부
121: 베이스본체부
BTS: 하측시험편 수용공간
BHP: 수평유로
BVP: 수직유로
123: 지지부재
125: 스프링부재
130: 가압부
131: 가압본체부
TTS: 상측시험편 수용공간
THP: 수평유로
TVP: 수직유로
133: 판부재
135: 탄성부재
140: 지지부
141: 하판부재
143: 상판부재
145: 복수의 가이드로드
150: 하중발생부
160: 하중전달부
170: 불투과성 막
180: 변위측정부
200: 암석시험편
210, 220: 제1, 제2 암석시험편
100: Rock shear surface shear test system
110: chamber part
120: Base portion
121: Base body part
BTS: Lower specimen accommodation space
BHP: Horizontal flow
BVP: Vertical flow
123: support member
125: spring member
130:
131: pressing body portion
TTS: Upper specimen receiving space
THP: horizontal flow
TVP: Vertical channel
133: plate member
135: elastic member
140: Support
141: Lower plate member
143: upper plate member
145: a plurality of guide rods
150:
160:
170: Impermeable membrane
180: displacement measuring unit
200: Rock test piece
210, 220: first and second rock test pieces

Claims (12)

세로 방향으로 형성된 절리면을 따라 마주보도록 배치된 제1 암석시험편과 제2 암석시험편을 포함하는 암석시험편의 절리면 전단 시험 장치에 있어서,
상기 암석시험편의 하부에 배치되어 지지하는 베이스부; 및
일단의 적어도 일부가 개방되어 개구를 가지는 가압본체부, 상기 가압본체부의 개구를 덮도록 구비되는 판부재와, 상기 가압본체부 내부에 고정되고 상기 판부재에 연결되어 지지하는 탄성부재를 포함하는 가압부;를 포함하고,
상기 가압본체부는, 상기 암석시험편의 상부에 배치되어 상기 제1 암석시험편을 가압하여 전단함으로써 상기 제1 암석시험편과 상대운동하는 상기 제2 암석시험편이 수용되도록 상측시험편 수용공간을 형성하는 것인 암석 절리면 전단 시험 장치.
A rock shear test apparatus for a rock test piece including a first rock test piece and a second rock test piece arranged to face each other along a joint surface formed in a longitudinal direction,
A base portion disposed and supported at a lower portion of the rock test piece; And
A pressing member including a pressing body portion having an opening at least a part of which is open, a plate member provided to cover an opening of the pressing body portion, and an elastic member fixed inside the pressing body portion and connected to and supported by the plate member. Comprising:
Wherein the pressurizing body portion is provided on an upper portion of the rock test piece and pressurizes and shears the first rock test piece to form an upper test piece receiving space so as to accommodate the second rock test piece relatively moving with the first rock test piece, Joint shear test apparatus.
제1항에 있어서,
상기 베이스부는, 상기 가압부와 대칭형상으로 형성되며, 상기 제1 암석시험편이 수용되도록 하측시험편 수용공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the base portion is formed in a symmetrical shape with the pressing portion, and the lower test piece receiving space is formed to accommodate the first rock test piece.
제2항에 있어서,
상기 베이스부는,
일단의 적어도 일부가 개방되고, 상기 개방된 일단과 연통하는 상기 하측시험편 수용공간을 내부에 형성하는 베이스본체부, 상기 베이스본체부의 개방된 일단을 덮도록 구비되는 지지부재와, 상기 베이스본체부 내부에 고정되고 상기 지지부재에 연결되는 스프링부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
3. The method of claim 2,
The base unit includes:
A supporting member provided so as to cover an opened end of the base body portion, and a supporting member provided at a lower portion of the base body portion inside And a spring member fixed to the support member and connected to the support member.
제1항에 있어서,
상기 탄성부재는 상기 상측시험편 수용공간에 구비되는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the elastic member is provided in the upper test piece receiving space.
제1항에 있어서,
상기 가압본체부는,
외주 소정부분을 수직하게 관통하는 수평유로, 및 상기 시험편 수용 공간을 형성하는 내측천장면을 수직하게 관통하여 상기 수평유로에 연통하는 수직유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
The pressing body portion
And a vertical flow passage vertically penetrating the inner ceiling surface forming the test piece receiving space and communicating with the horizontal flow path is formed.
제5항에 있어서,
상기 가압본체부는,
상기 제1 및 제2 암석시험편 사이의 수리전도도 측정을 위해 상기 수평유로와 상기 수직유로를 통해 유체가 흐르도록 하는 유체주입기에 연결되는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
6. The method of claim 5,
The pressing body portion
And a fluid injector connected to the horizontal flow path and the vertical flow path so as to allow fluid to flow therethrough for measuring hydraulic conductivity between the first and second rock test pieces.
제1항에 있어서,
상기 가압본체부는, 상기 제1 및 제2 암석시험편의 사이에 끼워지도록 하면에 중심부를 가로지르면서 돌출되는 막대가이드가 형성되는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the pressing body portion is formed with a rod guide protruding from a central portion of the rod body so as to be sandwiched between the first and second rock test pieces.
제1항에 있어서,
상기 베이스부와 상기 가압부의 수평자세 유지를 위해 구비되는 지지부를 더 포함하고,
상기 지지부는, 상기 베이스부가 끼워져 배치되는 하판부재, 상기 가압부가 끼워져 배치되는 상판부재, 및 상기 하판부재와 상기 상판부재를 연결하는 복수의 가이드로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
And a support portion provided for maintaining the horizontal position of the base portion and the pressing portion,
Wherein the support portion includes a lower plate member in which the base portion is disposed, an upper plate member in which the pressing portion is fitted, and a plurality of guide rods connecting the lower plate member and the upper plate member.
제8항에 있어서,
상기 가압부를 하 방향 운동시키기 위한 하중이 발생하는 하중발생부; 및
상기 하중발생부와 상기 하판부재 사이에 구비되어 상기 하중발생부의 하중을 상기 하판부재에 전달하는 하중전달부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
9. The method of claim 8,
A load generating unit for generating a load for moving the pressing unit in a downward direction; And
A load transfer unit provided between the load generating unit and the lower plate member for transmitting a load of the load generating unit to the lower plate member;
Further comprising: a rock shear surface shear testing device.
제1항에 있어서,
상기 암석시험편을 감싸도록 구비되는 불투과성 막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising an impermeable membrane provided to enclose the rock test piece.
제1항에 있어서,
상기 암석시험편을 감싸도록 구비되어 상기 암석시험편의 반경방향 변위를 측정하는 변위측정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a displacement measuring unit provided to surround the rock test piece and measuring a radial displacement of the rock test piece.
제1항에 있어서,
상기 암석시험편, 상기 베이스부, 및 상기 가압부를 수용하는 챔버부를 더 포함하고,
상기 챔버부는, 상기 암석시험편의 절리면에 대해 수직한 방향으로 압력을 제공하도록 압력 조절이 가능한 압력저장공간을 구비하는 것을 특징으로 하는 암석 절리면 전단 시험 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a chamber portion for receiving the rock test piece, the base portion, and the pressing portion,
Wherein the chamber portion has a pressure storage space capable of pressure adjustment so as to provide a pressure in a direction perpendicular to a joint surface of the rock test piece.
KR1020180004960A 2018-01-15 2018-01-15 Rock joint shear test system KR102062364B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180004960A KR102062364B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Rock joint shear test system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180004960A KR102062364B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Rock joint shear test system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190086881A true KR20190086881A (en) 2019-07-24
KR102062364B1 KR102062364B1 (en) 2020-02-17

Family

ID=67481348

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180004960A KR102062364B1 (en) 2018-01-15 2018-01-15 Rock joint shear test system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102062364B1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987664A (en) * 2019-12-31 2020-04-10 江苏中路工程技术研究院有限公司 Ground-pushing type shear strength testing device and testing method thereof
CN111208009A (en) * 2020-01-15 2020-05-29 太原理工大学 Method for testing stress distribution form of contact surface of key block of masonry beam
CN111413196A (en) * 2020-04-20 2020-07-14 中山大学 Experimental method and system for measuring fracture change in rock joint surface shearing process
CN111474060A (en) * 2020-04-30 2020-07-31 武汉大学 Quick and automatic measuring device for engineering rock mechanical parameters and application method
CN113390716A (en) * 2021-06-22 2021-09-14 四川大学 Shear test device and method for rock repair surface
CN113899621A (en) * 2021-08-27 2022-01-07 北京工业大学 Slope stability test system with replaceable rough joints and variable joint dip angles
KR20220169058A (en) * 2021-06-17 2022-12-27 서울대학교산학협력단 Method of determining elastic constants for anisotropic material

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102374550B1 (en) * 2020-10-08 2022-03-14 서울대학교산학협력단 Rock cutting test apparatus, system and analysis method for evaluating cutting performance of undercutting rock excavation equipment

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050103350A (en) 2004-04-26 2005-10-31 한국지질자원연구원 Joint shear test system
KR20090011204A (en) * 2007-07-25 2009-02-02 한국과학기술원 Rock mass dynamic testing apparatus
KR20100069865A (en) * 2008-12-17 2010-06-25 재단법인 포항산업과학연구원 Compression jig
KR101392979B1 (en) * 2013-06-10 2014-05-08 한국지질자원연구원 Apparatus for shear and permeability experiment of joint surface

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050103350A (en) 2004-04-26 2005-10-31 한국지질자원연구원 Joint shear test system
KR20090011204A (en) * 2007-07-25 2009-02-02 한국과학기술원 Rock mass dynamic testing apparatus
KR20100069865A (en) * 2008-12-17 2010-06-25 재단법인 포항산업과학연구원 Compression jig
KR101392979B1 (en) * 2013-06-10 2014-05-08 한국지질자원연구원 Apparatus for shear and permeability experiment of joint surface

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
이수득 외, LIDAR를 이용한 암반 절리면의 거칠기 측정에 관한 연구, 한국암반공학회, 터널과 지하공간 제27권제1호(통권126호). 2017, pp58-68 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110987664A (en) * 2019-12-31 2020-04-10 江苏中路工程技术研究院有限公司 Ground-pushing type shear strength testing device and testing method thereof
CN110987664B (en) * 2019-12-31 2021-08-10 江苏中路工程技术研究院有限公司 Ground-pushing type shear strength testing device and testing method thereof
CN111208009A (en) * 2020-01-15 2020-05-29 太原理工大学 Method for testing stress distribution form of contact surface of key block of masonry beam
CN111208009B (en) * 2020-01-15 2022-04-22 太原理工大学 Method for testing stress distribution form of contact surface of key block of masonry beam
CN111413196A (en) * 2020-04-20 2020-07-14 中山大学 Experimental method and system for measuring fracture change in rock joint surface shearing process
CN111474060A (en) * 2020-04-30 2020-07-31 武汉大学 Quick and automatic measuring device for engineering rock mechanical parameters and application method
KR20220169058A (en) * 2021-06-17 2022-12-27 서울대학교산학협력단 Method of determining elastic constants for anisotropic material
CN113390716A (en) * 2021-06-22 2021-09-14 四川大学 Shear test device and method for rock repair surface
CN113899621A (en) * 2021-08-27 2022-01-07 北京工业大学 Slope stability test system with replaceable rough joints and variable joint dip angles
CN113899621B (en) * 2021-08-27 2023-12-29 北京工业大学 Slope stability test system with changeable rough joints and changeable joint dip angles

Also Published As

Publication number Publication date
KR102062364B1 (en) 2020-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190086881A (en) Rock joint shear test system
US5025668A (en) Cell for the triaxial stress testing of a rock sample and a testing method using such a cell
US5435187A (en) End-cap-to-piston coupling for triaxial test apparatus
KR101392979B1 (en) Apparatus for shear and permeability experiment of joint surface
JP6103658B2 (en) Triaxial testing equipment with pressure chamber of undrained one-side shear mechanism
US20210325318A1 (en) Methods and systems of testing formation samples using a rock hydrostatic compression chamber
Rosso A comparison of joint stiffness measurements in direct shear, triaxial compression, and in situ
US20080216584A1 (en) Test cell for applying a shear stress to a test specimen
KR101715110B1 (en) Apparatus for measuring strength and deformation of rock
CN107219122B (en) Acoustic emission monitoring device for true triaxial testing machine and testing method thereof
US11243152B2 (en) Pipe testing method and apparatus
CN102607946A (en) Device for large-scale true tri-axial test of original grading rockfill body and use method of method
JPH10185784A (en) Method and device for plane strain compression test
KR100536959B1 (en) True triaxial compression test system
CN103926180A (en) Flexible core axial stress loading method in pore fluid displacement tests
US4102175A (en) Response time verification of in situ hydraulic pressure sensors in a nuclear reactor
KR101866275B1 (en) Biaxial mechanics testing system using electro-hydraulic control
JP2001349813A (en) Water cutoff structure for testing water permeation, effective stress, hydraulic fracturing or the like in lock bed tester
CN108593884B (en) Wheeled THMC- rock multifunction test instrument and wheeled rock test method
US4615221A (en) Triaxial compression test apparatus
CN116296868B (en) Deep rock in-situ environment reconstruction and three-dimensional force thermal acoustic shock flow integrated test method
CN108444848B (en) Multi-parameter test device for gas-containing coal rock cracking process under dynamic-static coupling effect
KR101814019B1 (en) Current Hydraulic Fracturing System for Applying Differential Stress
US3448608A (en) Oedometers
JP6049377B2 (en) Fatigue testing equipment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right