충격하중을 받은 인공취성재료의 손상평가에 관한 연구
A Study on the Damage Assesment of Artificial Brittle Materials subjected to Impact Loading
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초록
암반 굴착기술의 고속화 및 정밀한 암반손상평가를 위해서는 암석의 동적파괴 메커니즘에 관한 연구가 중요하다. 본 연구에서는 충격 파형 제어 Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) 시스템을 이용하여 모의 암석시료에 단계별 충격하중을 가하여 취성재료의 동적파괴 특성 및 동적손상메커니즘을 분석하였다. 실험시료의 손상도 평가를 위하여 충격실험 전후에 모든 시료에 대하여 P파 및 S파 속도를 측정하였으며, 탄성파 속도 감쇠정도에 따른 손상도를 평가하였다. 모의 연암 시료와 경암 시료의 탄성파 속도 감쇠비는 충격하중이 증가함에 따라 비슷한 수준으로 증가하는 경향을 보였으나, 최종 변형률의 경우 모의 연암 시료에서 현저히 높은 값을 나타내었다.
Abstract
Dynamic fracture mechanism of rock is important to improve rapid excavation method and develop precise damage assesment of rock mass in the vicinity of an excavation. In order to investigate dynamic fracture characteristics and dynamic damage mechanism of brittle materials, this study employed pulse shape-controlled Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) system. The P- and S-wave velocities of the tested samples were measured before and after tests to examine damage of the samples. The decay ratios of the Ultrasonic wave velocities increased with impact velocities and the samples which have lower strength showed higher permanent strain significantly.
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