• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-34
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• 2009

댐이나 항만 건설시 재료로 사용되는 조립재는 입자크기가 일반 토사에 비해 매우 크기 때문에 이러한 재료에 대해서 전단시험을 수행할 때에는 가급적 대형 전단시험장치를 사용하는 것이 보다 정확한 결과를 얻기 위해 바람직하다. 대형 전단시험장치로는 일반적으로 대형 직접전단시험장치와 대형 삼축압축시험장치가 있으나 일반 토질시험장치와 비교해 제작과 보급, 운영 등의 어려움 때문에 현재까지 국내에서 두 시험장치를 사용하여 시험을 수행한 실적은 많지 않은 편이다. 본 연구에서는 댐 축조재로 사용되는 입경이 큰 조립재료를 대상으로 시료의 평균 입자크기와 공시체 크기, 연직응력(구속압) 조건 등에 차이가 있는 총 6개 case에 대해서 대형 직접전단시험과 대형 삼축압축시험을 수행하고 두 시험간 전단강도 특성의 차이를 비교하였다. Mohr-Coulomb 강도규준에 의한 전단강도를 기준으로, 대형 직접전단시험을 통해 산정된 전단강도가 대형 삼축압축시험을 통해 산정된 전단강도보다 전체적으로 크게 나타났으며 또한, 1,000kPa 수직응력에 대해 두 시험간 산정된 전단강도를 비교한 결과 대형 직접전단시험에 의한 전단강도가 대형 삼축압축시험에 의한 전단강도보다 약 10~70% 크게 나타나 입경이 작은 일반 토사와 비교해 그 차이가 크고, 대형 직접전단시험결과의 분산도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.169-176
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• 2024

연구목적: 본 논문에서는 직접전단시험에서 시험시편의 규모 때문에 부득이 굵은 입자가 제외되는 문제 때문에 발생되는 전단강도의 차이를 분석하고자 직접전단시험을 실시하는 실험연구를 수행하였다. 연구방법: 최대직경 50mm의 굵은 골재가 포함된 3개의 풍화토를 대상으로 대형직접전단시험을 실시하였다. 또한 굵은 골재가 제외된 최대직경 5mm 시료를 이용하여 소형직접전단시험을 실시하였다. 연구결과: 소형직접전단시험의 경우 큰입자가 포함된 대형직접전단시험의 결과에 비하여 내부마찰각은 약2.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이가 없었다. 점착력에서는 대형직접전단시험에 비하여 소형 직접전단시험이 약 80.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이를 나타내었다. 결론: 대형직접전단시험에서 굵은 입자가 내부마찰각보다는 점착력에 큰 영향을 준 것으로 분석되었다. 따라서, 굵은 입자를 포함한 화강풍화토는 수직응력에 영향을 받지 않는 점착력과 같은 전단강도를 갖고 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되고 있는 굵은 입자를 제외한 소형직접전단시험은 굵은 입자의 효과를 제외함으로서 안전측의 결과를 제공하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.5-14
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• 2008

국내 석산에서 생산되는 골재를 사용하여 대형삼축시험과 대형직접전단시험을 동시에 수행한 후 전단특성을 비교하였다. 비교를 위하여 시험조건을 가능한 일치시켰으며, 상대밀도를 50%, 70%, 90%의 세 가지로 변화시켜 시험을 수행하였다. 시험결과 응력-변형률 거동은 두 가지 시험에서 동일하게 나타나며, 전단강도는 상대밀도의 크기에 따라 시험방법별로 추세가 달라진다. 즉, 낮은 상대밀도에서는 대형직접전단시험의 내부마찰각이 대형삼축압축시험 결과 값에 비하여 작게 나타나고, 높은 상대밀도에서는 이 현상이 역전됨을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.590-596
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• 2019

연구목적: 직접전단시험의 문제점 중에 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 연구방법: 우리나라를 대표하는 모래인 주문진 표준사를 연구 대상으로 사용하였다. 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대한 전단강도를 분석하기 위하여 대형직접전단시험을 수행한 후 소형직접전단기의 시험결과와 비교분석을 수행하였다. 연구결과: 상대밀도가 촘촘한(dense) 영역에서는 소형전단시험기의 내부마찰각이 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 상대밀도가 중간(medium)정도의 영역에서는 대형전단시험기의 결과가 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 결론: 모래흙에서 직접전단시험의 시료에 대한 크기 효과는 비교적 크지 않은 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.41-49
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• 2016

본 논문에서는 HDPE 표면처리(textured) 지오멤브레인의 경계면 전단거동을 파악하고자 하였다. 표면처리 지오멤브레인과 marl, 그리고 직포(woven geotextile)와의 경계면에서 발생하는 경계면 전단강도를 측정하였으며, 표면처리의 영향을 파악하기 위해 매끈한(smooth) 지오멤브레인과 직포와의 경계면 전단강도를 측정하여 비교 분석하였다. 경계면 전단강도는 대형직접전단 시험기를 이용하여 측정하였으며, 다양한 조건에 대해 거동 변화를 알아보기 위해 수침조건과 수직응력을 변화시켰다. 시험에 사용된 수직응력은 총 6단계로 저압(12, 24, 45kPa)과 고압(100, 500, 1,000kPa)으로 구분하여 적용하였다. 시험결과 수침에 의한 경계면 전단강도의 감소는 유의미한 수준으로 나타났으며, 수직응력의 영향은 불확실했다. 표면처리 여부에 따라 경계면 전단강도는 큰 차이를 보여주었는데 매끈한 지오멤브레인의 경계면 전단강도는 표면처리 지오멤브레인에 비해 절반까지 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.51-59
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• 2006

본 고에서는 선행연구(홍성연, 2004)에서 개발한 대형직접전단시험기를 이용하여 조립질 토목재료의 시험밀도와 균등계수의 크기가 전단강도에 주는 영향을 분석하였으며, 아울러, 각 수직응력별로 한계상태에서 조립재료가 갖고 있는 마찰계수를 Wood(1998)가 제안한 방정식을 이용하여 산출하였다. 시험에 사용한 재료는 경상과 전라지역 석산에서 생산중인 조립재료이다. 시험결과 시험밀도 $2.10g/cm^3$의 전단강도의 크기가 $1.85g/cm^3$의 값보다 상대적으로 크게 나타났으며, 균등계수는 상대적으로 10.0보다 5.0일때 더 큰 전단강도를 갖는 것으로 나타났다. 한편, 조립질 토목재료가 갖고 있는 한계상태에서의 마찰계수는 각 시험조건별로 $1.0{\sim}1.6$의 범위로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.49-55
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• 2007

폐타이어의 트레드를 지반보강재로서 활용하기 위해서는 타이어 외면 및 내면과 흙간의 내부마찰각 그리고 폐타이어 연결부의 강도특성을 알아야 한다. 본 연구에서는 폐타이어 트레드와 모래 및 풍화토간의 접촉면마찰각을 알기 위해 흙의 다짐정도를 달리하여 대형직접전단시험을 수행하였다. 직접전단시험 결과 모래-타이어 외면간의 마찰각비(${\delta}/{\phi}$)는 1.06배 이상, 모래-트레드 내면간의 ${\delta}/{\phi}$는 0.93배 이상, 풍화토의 마찰각비(${\delta}/{\phi}$)는 트레드 외면과 내면에 대하여 각각 0.98, 0.92로 나타났다. 또한 UTM을 이용하여 폐타이어 연결부의 재료에 따른 인장강도시험을 수행하였다. 시험 결과 고장력 볼트를 사용한 인장시험에서 볼트의 개수 및 와셔의 크기가 증가할수록 연결부에서의 인장강도는 증가하였으며 폴리프로필렌 로프 연결의 경우가 볼트연결의 경우보다 작은 강도를 나타내었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.33-41
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• 2010

본 논문에서는 모래에 비해 배수성이 떨어지지 않으며 지지력이 우수할 것으로 판단되는 쇄석을 사용하여 연약점성토지반에서 쇄석다짐말뚝을 시공 후 쇄석간의 공극에 점토입자의 유입으로 인해 배수능을 상실하는 Clogging 현상에 대한 대체방안을 규명하고자 하였다. 이러한 Clogging 현상의 억제방안으로 국내 화력발전소에서 발생되는 산업폐기물인 석탄회 중 재활용 방안이 미비한 저회의 활용 가능성을 높여 보고자 쇄석과 저회의 적정 혼합비의 다짐시험에 따라 대형직접전단시험을 실시하여 최대전단강도와 내부마찰각을 파악하고, 그에 따른 Clogging 현상의 특성에 대해 실험을 실시하였다. 따라서, 쇄석과 저회의 혼합비에 따른 지지력 및 강도특성을 파악하여 적정 혼합비를 찾고, 현장과 같은 Clogging 현상을 육안으로 확인할 수 있도록 모형토조를 제작하였으며 적정 혼합비에 따른 배수능을 비교 분석하였다. 실험결과 각 혼합비에 따른 대형직접전단시험에서 쇄석과 저회의 혼합비가 80:20일 때 전단강도와 내부마찰각이 가장 크게 나타났으며 Clogging 시험에서도 쇄석 100%의 다짐말뚝보다 Clogging 억제 효과가 점진적으로 뛰어남을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.61-69
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• 2022

본 연구에서는 지반조건을 고려한 말둑의 인발저항 성능의 합리적인 평가방법 확립의 일환으로써, 지반의 세립분 함유율 및 구속압 조건에 따른 말뚝과 지반 경계면의 전단특성을 평가하기 위한 대형직접전단시험을 수행하였다. 그 결과, 수직하중이 증가하고 모형지반의 세립분 함유율이 작을수록 전단변형에 따른 전단응력이 크게 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 동일한 수직하중과 세립분 함유율 조건에서 말뚝 모형체의 표면이 거칠수록 최대전단응력은 다소 크게 나타났다. 강도정수로써 내부 마찰각과 점착력을 산정하여 분석한 결과, 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 모형체 경계면에서의 내부마찰각은 감소하였으나 점착력은 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝 모형체 표면이 거칠수록 모형지반의 세립분 함유율에 관계 없이 내부마찰각과 점착력은 크게 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.39-45
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• 2003

보강토 지반에서 가장 중요한 부분은 보강재와 흙사이의 접촉부분으로서 이 부분의 전단강도 및 전단거동은 보강효과에 직접적인 영향을 미친다. 보강토 지반에서 접촉부분의 전단특성을 얻는 방법으로서 인발시험방법과 직접전단시험방법 등이 있다. 실제 보강토 구조물내에서 보강재와 흙사이에 인발이 되는 부분, 전단이 되는 부분 등이 존재한다. 전단이 되는 경우에도 보강재가 전혀 변형을 하지 않는 경우와 보강재 자체가 변형이 되는 경우 등으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 대형 전단시험기를 이용하여, 부직포/모래, 지오그리드/모래 등의 접촉면을 갖는 2종의 토목섬유를 이용하여, 토목섬유의 인장변형이 허용되는 자유조건과 인장변형이 억제되는 고정조건 등 두가지 방법으로 직접전단시험을 실시하였다. 실험결과 자유조건에 비해 고정조건으로 시험을 행한 경우가 마찰각이 더 컸다. 그리고 전단응력이 피크가 되는 전단변형의 크기는 자유조건의 경우가 더 큰 값을 가졌다. 잔류응력의 경우는 고정법의 경우가 컸지만 잔류응력비는 자유법의 경우가 더 큰 값을 가졌다.