암석의 탄성상수(elastic constant)(영률, 포아송비, 전단계수, 라메상수, 체적변화계수)에 대하여

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고전적인 탄성론은 다음과 같은 이상적인 탄성특성을 갖는 고체물질에 제한된다.

ⅰ. Linearity btw stress and strain : 물체가 응력하에 놓이면 응력방향에서의 변형은 가해진 응력에 비례하여 발생된다.

ⅱ. Homogeneity : 물체는 전 체적에 걸쳐 균질하고, 물체내의 모든 위치에서의 탄성특성은 동일하다.

ⅲ. Isotropy : 물체의 탄성특성은 모든 방향에서 동일하다.

ⅳ. Perfect elasticity : 변형력이 제거되면, 물체의 크기와 형태는 원래대로 복구된다.

어떤 물체도 상기한 조건을 만족시킬수는 없다. 그러나 대부분의 물질은 다소 이러한 이상적인 조건에 근사하므로 탄성론에 근거한 결과가 예측가능하다는 것이 실험적으로 증명되었다. 또한 많은 암석은 어느 정도의 탄성특성을 가져, 실제로 이러한 탄성론이 적용될 수 있는 여지를 갖는다. 따라서 암석역학적인 문제에서 암석의 탄성특성을 결정할 때, 이러한 조건은 항상 고려되어야 한다.

① 영률(강성율, Young's modulus, modulus of elasticity, E) : 수직변형에 대한 수직응력의 비로서 후크의 법칙(Hoek's law)이 적용되는 영역, 즉 탄성한계를 넘지 않는 영역에서 상수로 표현가능하다. 따라서 탄성한계내에서 어떤 물질의 강성율은 상수이고 물질의 특성에만 관계된다. 변형은 단순히 수이므로 영률의 단위는 변형력의 단위, 즉 단위면적당 힘으로 표시된다.

 

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