대전 화강암에 대한 가압 조건하에서의 암석 균열 발생과 성장에 관한 연구

Research for Crack Generation and Propagation of Daejeon Granite under Stress Conditions

본 연구에서는 다초점 레이저 스캔 현미경 (confocal laser scanning microscope, CLSM)을 활용한 균열의 생성 및 성장에 대한 분석을 실시하기 위해 가압조건 및 동결/융해를 통하여 풍화를 가속시킨 실험을 수행하였다. 실험에 적용된 가압조건은 시료 3개에 각 가압틀을 이용하여 50 MPa, 55 MPa, 70 MPa로 설정하였으며 조건을 유지한 상태로 동결/융해 실험을 실시하였다. 실시된 동결/융해 실험에서 온도 조건은 -20~40oC로 설정하고, 설정 온도까지 도달시간 1시간, 유지시간 2시간을 기본으로 6시간을 1주기로 하였다. 이를 바탕으로 동결/융해 매 20주기가 끝난 후 CLSM을 활용하여 시료의 표면을 관찰하였다. 그 결과 동결/융해 실험이 반복되면서 각 시료에 발생한 균열의 개수가 7개, 10개, 19개로 가해진 압력에 따라 차이를 보였고 균열의 누적 길이도 가해진 압력이 큰 시료에서 길게 나타났다. 측정한 균열의 누적 길이와 동결/융해 실험 주기를 통해 계산한 균열의 성장 속도 역시 압력의 세기에 따라 높은 압력을 가한 시료에서 빠르게 나타났다.

This study were subjected to accelerated weathering test under freeze-thaw and pressure conditions to observe initiation and propagation of cracks using CLSM. Applied stress was set at 50 MPa, 55 MPa, 70 MPa for 3 samples each by using compressor and freeze-thaw experiment was conducted while samples maintained that condition. In freeze-thaw experiments, a temperature range was set to -20~40oC which was 1 cycle for 6 hours. The freeze-thaw cycle was composed of time which reached to set temperature for 1 hour and holding time for 2 hours. On the basis of this cycle, surface of samples was observed by CLSM after each 20 freeze-thaw cycle. From this research, according to increase freeze-thaw cycle, there were 7, 10, 19 each cracks and High pressured sample s accumulate length was longer than low pressured sample s. High pressured sample’s crack velocities were also faster than low pressured sample s which were calculated by accumulate length and freeze-thaw cycle.