• Tunnel and Underground Space
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• v.27 no.2
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• pp.89-99
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• 2017

For a successful performance of Carbon Capture Sequestration (CCS) projects, appropriate injection conditions should be designed to be optimized for site specific geological conditions. In this study, we built a simple 2-dimensional analysis model, based on the geology of Jang-gi basin which is one of the potential sites of domestic CCS projects. We evaluated the impact of initial stress conditions and injection rate through coupled TOUGH-FLAC simulator. From the preliminary analysis, we constructed risk scenarios with the higher potential of shear slip and performed scenario analysis. Our analysis showed that normal stress regime produced the highest potential of shear slip and stepwise increasing injection rate scenario resulted in much larger pore pressure build up and consequent higher potential of the shear slip, which was evaluated using a mobilized friction coefficient.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1998.04a
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• pp.342-346
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• 1998

최근의 자동차엔진에서 사용되는 윤활유에는 여러 가지 첨가물이 사용된다. 특히 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제를 윤활유의 원유에 첨가함으로써 온도 증가에 따른 점도 불안정성을 방지하는 다등급 윤활유 성격을 얻을 수 있다. 그러나 이러한 고분자량 폴리머계의 첨가물은 고온의 엔진 운전 조건에서 윤활유의 점도 안정성을 보장해줌에도 불구하고 엔진 부품들의 정상적인 운동 속도에서도($1-^6 S^{-1}$) 고 전단 변형율 속도로 인하여 유막 감소 효과를 발생 시킨다. 또한 이 첨가제들은 엔진 부품의 마찰 표면에 큰 전단 응력을 지닌 끈끈한 형태의 경계막을 형성한다. 고분자량 폴리머계의 점도 지수 향상제에 대한 예기치 못한 영향은 유막 감소 효과로 인하여 엔진 부품간의 마모를 증가 시키고 점도의 감소로 마찰을 감소 시키는 반면 경계막으로 인하여 고체면이 보호를 받는데 있다. 이러한 유막 형성의 물리적인 개념에 대하여 고체면의 끈끈한 경계막의 존재 효과와 두 경계막 사이에서 일어나는 유막 감소 효과를 표현할 수 있는 현실적인 해석의 필요성이 제기된다. 본 연구는 최근에 많이 쓰이고 있는 점도 향상제가 첨가된 윤활유가 자동차 밸브 트레인 시스템에서 유막 형성에 미치는 영향을 마찰 효율과 마모 방지의 입장에서 고찰하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.34 no.3
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• pp.947-954
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• 2014

In general, Fracture of the material is not occurring of the maximum normal stress or the maximum shear stress failure in the state. Maximum normal stress and maximum shear stress in the state of Critical coupling from being destroyed based on the Mohr-Coulomb theory. Couple of different mixtures, including permeable asphalt pavement, SMA and dense-graded asphalt mixture, were used for compression triaxial test at $45^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$. Mohr-Coulomb theory to the analysis of compression triaxial test result of the internal friction angle $38.9^{\circ}{\sim}46.9^{\circ}$ measured somewhat irregularly, but in the case of cohesion, depending on whether the temperature and immersion of the specimen appeared differently. In addition, Indirect tensile test and compression triaxial test of the asphalt mixture to determine the correlation between compression triaxial test results assessed as cohesion and internal friction angle calculated using the theoretical Indirect tensile strength and measured indirectly tensile strength were analyzed. The Measured & Predicted IDT St values tended to be proportional.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.14-14
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• 2021

개수로에서는 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 관수로에 비해 상대적으로 매우 작고, 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측면에서만 작용하게 된다. 이러한 평균 전단응력 개념은 흐름에 의해 경계면 구성재료가 이동하는 이동상 수리학에서 유사이송 능력을 해석하는 기준이 되며, 경계면의 전단응력은 힘으로 표시하여 통상 소류력이라 한다. 이러한 복잡한 유체거동은 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 국내 하천의 경우 한계유속과 한계소류력에 의해 하천설계에 적용되고 있다. 한계 유속의 경우 간단한 수식에 의해 산정될 수 있지만 실제 하천의 보호능력을 대표하기는 힘들기 때문에 한계소류력이 동시에 고려되어야 한다. 한계소류력은 개수로 흐름에서 복잡하게 발생하는 이차류나, 난류 특성에 의해 산정하거나 예측하기는 매우 어렵다. 한계 소류력 뿐만 아니라 하천을 구성하는 재질의 조도계수 역시 균일하지 못하고 매우 예측하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 양상을 나타내는 수리학적 요소에 대해 표준화된 실험수로에서 실험을 통해 평가하고, 체계화된 설계 지침이 되고자 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로와 경사의 영향에서 자유롭게 평가를 진행하고자 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하였다. 본 연구에 사용된 장치는 난류유속 u', v'을 이용하여 Reynolds stress산정하여 Total shear stress를 추정하는 기법을 사용하여 검증하였다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.18 no.2
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• pp.29-37
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• 2017

As the behavior of the debris flow due to the torrential rains in mountain is affected by shear strength and rheological properties of the fine fraction in the ground, the evaluation of both properties is necessary to estimate the behavior of the debris flow. The objective of this study is to evaluate the shear strength and rheological properties using the direct shear apparatus. The direct shear tests are conducted for two kinds of fine-grained soil specimens, which are in dry state and liquid limit state. From the direct shear tests, shear strengths are measured according to the normal stresses applied on the specimens to evaluate the cohesion and internal friction angle. In addition, reversal shear tests are performed for the fine-grained soil specimens in liquid limit state according to the shear rate to evaluate the residual shear strength. The results of direct shear tests show that the specimen at the liquid limit state has lower internal friction angle and higher cohesion compared to the dry stated, and the residual friction angle and cohesion at the residual state are lower than those at the peak state. In the result of reversal shear test, the residual shear strength is directly proportional to the shear rate and viscosity is calculated as $73.60Pa{\cdot}s$. This study demonstrates that the direct shear apparatus can be effectively used for the evaluation of the shear strength and rheological properties of the fine-grained soils related with the debris flow.

• Geotechnical Engineering
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• v.6 no.3
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• pp.65-76
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• 1990

A series of consolidated drained and untrained cubical triaxial tests were performed to investigate three dimensional strength characteristics of compressible sand. All specimens, which are formed by deposisting a fine sand loosely, were used. Failure strength in terms of effective stress analysis was greatly influenced by the variation of intermediate principal stress and so was failure criterion The adjusted effective frictional angles obtained by the stress state projected on the same octahedral plane showed almost same value, while the measured effective frictional angles showed considerable difference depending on the drainage conditions. Results of total stress analysis in undrained test turned out to fit Tresca's failure criterion well, but results of effective stress analysis turned out to fit Lade's failure criterion well.

• Tunnel and Underground Space
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• v.20 no.5
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• pp.344-351
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• 2010

Slip along a frictional fracture can be approached as initiation and propagation of a mode II crack along its own plane. Fracture mechanics theories predict that under pure mode II loading initiation will occur when the energy release rate of the fracture attains a critical value ($G_{IIC}$), which is generally taken as a material property. For the past few years the rock mechanics group at Purdue University has investigated experimentally the dependence of $G_{IIC}$ on normal stress and on the frictional characteristics of a fracture. A number of experiments has been conducted first on acrylic, a material that, using photoelastic methods, allows visualization of the stress field ahead of the fracture tip; and later on gypsum, a rock model material with relatively low unconfined compression strength. The experimental investigation has been expanded to include other frictional materials with higher unconfined compression strength. Direct shear tests have been conducted on specimens made with cement paste. New observations together with previous experiments indicate that $G_{IIC}$ can only be considered a material property when the peak friction angle of the discontinuity is similar to the residual friction angle; otherwise the critical energy release rate increases with normal stress.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.38 no.2
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• pp.29-38
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• 2022

The friction anisotropy of shear resistance can be selectively used in geo-structures. For example, larger axially loaded deep foundation, soil nails, and tiebacks increase load carrying capacity due to induced large shear resistance while pile penetration and soil sampling produce minimal shear resistance. Previous studies confirmed direction-dependent shear resistance induced by interface between soil and surface asperity of plate inspired by geometrical shape of snake scale. The aim of this paper is to quantitatively evaluate interface friction angle with different surface asperities. Using the modified direct shear test, a total of 51 cases, which sand are prepared at the relative density of 40%, are conduced including 9 plates, two shear direction (shearing direction against the height of surface asperity is increased or decreased during shearing test), and three initial vertical stress (100 kPa, 200 kPa, 300 kPa). Experimental results show that shear stress is increased with higher height of surface asperity, shorter length of surface asperity, and the shearing direction that the height of surface asperity increases. Also, interface friction angle is decreased with larger surface asperity ratio, and shearing direction with increasing height of surface asperity produces larger interface friction angle regardless of the surface asperity ratio.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.11 no.2
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• pp.13-21
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• 2010

The unsaturated slope usually is stable for a long time, but fails during heavy rainfall. And the factors of the rainfall intensity exhibit significant roles because the water content and the shear stress developed along the potential failure surface will be changed by the rainfall intensity. The objective of the study presented in this paper is to analyze the relationship between rainfall intensity and shear stress of the soil slopes by applying the laboratory slope model apparatus and undrained direct shear test with rainfall intensity controlled. The soil sample was taken from the field slope of Youngdong, and particle size analysis was done. To look over the relationship between rainfall intensity and shear strength of slope, the three-dimensional relationships among shear strength, normal stress and water content of the slope soil samples are examined; those are based on the data from the TDR sensor and undrained direct shear test.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.168-168
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• 2015

자연하천의 주요한 특징 중 하나인 하천의 사행은 직선수로에서 예측되는 유속분포를 왜곡시키며 매우 복잡한 흐름구조를 형성한다. 이는 하상 경계면에서 발생하는 전단응력 분포의 변화를 야기하는데 하상 경계면에서의 전단응력은 다양한 경험적 관계에 의존하는 유사이동의 한계 소류력 산정 및 오염물질 거동해석의 분산계수 산정에 많은 영향을 미치게 된다. 물리적인 관측을 통한 하상 경계면에서의 전단응력의 관측은 다소 제한적이며 많은 비용을 요구한다. 따라서 하상 경계면에서 발생하는 전단응력의 경우 수심의 20% 이하의 연직 유속분포를 벽법칙에 적용하여 추정하는 방법이 주로 이루어지고 있다. 벽법칙을 이용한 하상 경계면의 전단응력을 계산하는 경우 대수중복층의 유속 분포 $u/u^*=(1/{\kappa})ln(zu^*/{\nu})+B$에서 무차원상수 ${\kappa}$와 B의 적절한 추정이 요구되어 진다. 일반적으로 무차원상수 ${\kappa}$와 B는 수리학적으로 매끄러운 벽면에서 대략 ${\kappa}=0.4$, B=5.5로서 경험적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 직선수로 및 다양한 사행수로의 3차원 흐름장 모의를 수행하여 벽법칙의 대수 중복층을 따르는 주흐름 방향 유속의 연직분포를 비교하였다. 수치모의 소프트웨어로서 Linux 기반의 OpenFOAM이 사용되었으며 모델의 검증을 위해 Chang(1971)에 의해 수행 된 사행수로에서의 유속장 관측 결과와 비교하였고 수치모의 결과가 실험 관측치와 잘 일치하는 것으로 판단되었다. 수치모의에 적용 된 사행수로의 형상은 Hey(1976)에 의해 제안 된 사행하천의 지형학적 인자들 간에 관계를 이용하여 사행도 1.03에서 2.42까지 총 7개의 사행수로 지형을 생성하였다. 사행도의 변화에 따라 만곡부 정점에서 대수중복층 구간의 주흐름 방향 유속의 연직분포를 비교한 결과, 본 연구에서 생성 된 모든 사행수로에서 대수중복층 구간의 무차원 유속 $u^+$와 무차원 거리 $z^+$가 로그 분포를 따르는 것으로 나타났으나 경험적으로 사용되었던 무차원상수 B의 경우 사행도가 증가 할수록 대수적으로 감소하는 경향이 나타났다. 본 연구에서는 이러한 관계가 무차원 상수 B값에 미치는 영향을 반영하여 수리학적으로 매끄러운 벽면에서 적용이 가능한 수정된 대수중복층 식을 제시하고자 한다.