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2000 Vol.37, Issue 4 Preview Page
31 August 2000. pp. 272-282
Abstract
Rock mass contains discontinuities and these discontinuities have a significant influence on the stability of an underground opening. To analyze the influence of the discontinuities, a discrete joint element analysis needs to be performed with consideration of realistic rock joint properties. In this study, a constitutive model for numerical modeling of the shear behavior of rough rock joints was presented and shear behavior of rock joint was simulated. Discrete finite joint element with zero thickness and six nodes is constructed. The fundamental assumptions were based on the classical elasto-plastic theory. The elastic behavior is represented by the shear and normal stiffnesses. To calculate the plastic displacements after yielding, the non-associated flow rule is adopted. Maksimovic\\\'s equation and empirical-joint strength formula proposed by Lee Sangdon & Lee Chung-In are used for yield and plastic potential functions. The changes of the joint roughness angle that occurred in pre- and post-peak shear strength curve were approximated by simple power expressions which are functions of accumulated tangential plastic work. Using discrete joint element, shear behavior of rock joint was simulated numerically. The results of the simulation showed that the proposed model could reproduce conspicuous phenomena commonly encountered in actual shear test of rock joints such as the hardening and softening phenomena and residual strength.
암반내에는 불연속면이 존재하고 이러한 불연속면은 지하구조물의 안정성에 영향을 미친다. 불연속면을 해석하기 위해서는 불연속면의 성질을 고려한 개별절리요소 해석이 필요하다. 본 연구에서는 새로운 구성 방정식을 만들어 절리 거동을 모사해 보았다. 개별절리요소는 두께가 없는 6절점 등매개변수 요소를 이용하였다. 기본적인 가정은 고전적인 탄소성 이론에 근거를 두고 있고, 탄성거동은 전단강성과 수직강성에 의해 나타내지며, 소성거동을 나타내기 위해 비연상 유동 법칙을 적용하였다. 항복함수와 소성 포텐셜 함수는 최근에 Maksimovic에 의해 제시된 전단강도식과 이상돈 - 이정인에 의해 제시된 전단강도식을 사용하였다. 최대 전단강도 이전과 이후의 절리 거칠기 손상은 전단 방향의 소성일의 함수로 표현되는 멱함수와 지수함수 형태의 식으로 표현하였다. 제안된 모델을 가지고 직접 전단시험을 모사해 본 결과 실제 실험에 나타나는 경화 및 연화현상 그리고 잔류전단강도와 같은 현상을 볼 수 있었다.
References
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Information
  • Publisher :The Korean Society of Mineral and Energy Resources Engineers
  • Publisher(Ko) :한국자원공학회
  • Journal Title :Journal of the Korean institute of mineral and energy resources engineers
  • Journal Title(Ko) :한국자원공학회지
  • Volume : 37
  • No :4
  • Pages :272-282