미세균열 파괴 모드 진화를 통한 화강암의 특성 응력 추정

특성 응력은 암석 내 미세균열의 개시 및 전파를 나타내는 중요한 지표이며, 이는 본질적으로 파괴 모드와 연관되어 있다. 본 연구에서는 파괴 모드 진화와 특성 응력 추정의 가능성을 조사하기 위해 미세입자 및 조립질 화강암에 대해 일축 압축 및 주기적 하중-제하 시험을 수행하고 음향 방출(AE) 모니터링을 실시하였다. 주기적 목표 응력은 특성 응력 구간 내에서 설정되었다. AE 매개변수 AF-RA를 이용한 분석 결과, 파괴 모드 진화는 손상 수준과 상관관계가 있으며, 전단 미세균열 전파가 거시적 파괴를 주로 지배함을 확인하였다. 전단 균열 비율 곡선에서 중요한 지점인 균열 폐쇄 응력(변동 구간과 안정 구간 사이 전이점), 균열 개시 응력(곡선 상승의 변곡점), 균열 손상 응력(상승 구간의 기울기 변화점)을 매핑하여 특성 응력 추정 방법을 개발하였다. 균열 부피 변형률 방법과의 비교 분석을 통해 제안된 방법의 타당성을 검증하였다. 파괴 모드 구분선 및 통계 구간의 영향에 대해 논의하고 실용적 권고안을 제시하였다. 기존 AE 매개변수에 비해 파괴 모드 비율은 AE 매개변수 변동에 대한 민감도가 낮아 특성 응력 지점 식별에 더 신뢰성을 제공하며, 미세균열 진화 행동을 직접적으로 반영하여 해석력을 높이고 AE 기반 특성 응력 결정에 새로운 관점을 제공한다.