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논문KCI 등재

랜덤중점변위법에 의한 거칠기의 생성 및 활용에 관한 연구

Generation of Roughness Using the Random Midpoint Displacement Method and Its Application to Quantification of Joint Roughness

엄정기|서현교
한국암반공학회 (Korean Society for Rock Mechanics and Rock Engineering)|2012.06|터널과 지하공간 (TUNNEL AND UNDERGROUND SPACE)|제22권 제3호|pp. 196-204|DOI http://dx.doi.org/10.7474/TUS.2012.22.3.196

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절리면 거칠기Joint roughness브라운 프로파일랜덤중점변위법프랙털 파라미터통계적 파라미터Fractional Brownian profileRandom midpoint displacement methodFractal parametersStatistical parameters
주제분류자원공학

초록

거칠기에 대한 정량화는 암석 절리의 강도 및 변형, 수리특성 등을 연구함에 있어서 매우 중요하다. 이 연구는 절리 거칠기를 모사하고 거칠기의 속성을 고찰하였다. 프랙털 파라미터와 프로파일 특성치를 입력변수로 설정하여 랜덤중점변위법에 기반한 이차원적 정상성 브라운 프로파일이 생성되었다. 또한, 랜덤중점변위법을 사용하여 삼차원적 거칠기 면을 모사하는 절차가 제시되었다. 이 연구의 거칠기 모사기법은 절리 거칠기와 관련된 해석적 연구를 수행하기 위한 요소 기술로 활용될 수 있다. 자기유사 거칠기 프로파일에 대하여 통계적 거칠기 파라미터를 적용한 결과 미소 거칠기의 기울기와 관련된 Z2, SLave, SDSL 등의 통계적 파라미터는 상관구조, 진폭 등의 거칠기 속성을 고려할 수 있으나 측점간격의 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다.

Abstract

Quantification of roughness plays an important role in modeling strength deformability and fluid flow behaviors of rock joints. A procedure was suggested to simulate joint roughness, and characteristics of the roughness was investigated in this study. Stationary fractional Brownian profiles with known input values of the fractal parameter and other profile properties were generated based on random midpoint displacement method. Also, a procedure to simulate three dimensional roughness surface was suggested using the random midpoint displacement method. Selected statistical roughness parameters were calculated for the generated self-affine profiles to investigate the attribute of roughness. Obtained results show that statistical parameters applied in this study were able to consider correlation structure and amplitude of the profiles. However, effect of data density should be tackled to use statistical parameters for roughness quantification.

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