• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 2006

일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2005

직접전단시험은 측방변위 구속형의 일면·단순전단시험과 측방변위 비구속형의 비들림 전단시험으로 대별된다. 현재까지도 가장 많이 사용되고 있는 직접전단시험은 시험기 및 시험방법과 결과의 해석 등에 몇 가지의 문제점이 있었으며, 특히 사질토에서는 강도가 과대하게 평가되는 등의 지적이 있었다. 또한 시험기구상의 제약으로부터 전단과정 중 진행성 파괴를 일으키는 점, 공시체내의 전단변형량과 전단응력이 일정하지 않기 때문에 전단변형량을 정의할 수 없는 점 등이 있다. 한편 단순전단시험은 직접전단시험의 장점을 그대로 가지면서, 공시체에 일정한 전단변형을 전달할 수 있기 때문에 전단에 대한 응력-변형량 관계를 얻을 수 있는 이상적인 시험법이라고 할 수 있다. 그러나 단순전단시험은 그 구조상, 시험기제작이 어려운 점 등 아직도 실용적인 시험기의 완성에는 도달하지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 간이 전단시험방법 및 시험기의 문제점을 개선한 개량형 일면전단 시험기의 제작과 일본 지반공학회 토질시험법의 기준화과정에서 얻은 시험결과를 바탕으로 시험기의 개요와 시험법의 개선, 정압조건의 시험결과에 대해 서술하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.15-26
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• 2004

반복삼축시험에 의한 반복하중 후 강도 및 강성의 예측법을 이용하여, 세립토에 대해서 직접단순 전단시험에서도 그 방법의 사용 가능성을 확인하여 보았다. 사용한 흙은 실트질 점토, 소성 실트와 비소성 실트이다. 반복삼축시험을 통해서 얻은 강도 및 강성 예측법을 직접단순 전단시험에 맞게 수정하여 시험 결과와 비교하였다. 특히, 세립토의 소성지수와 초기전단응력(ISSS)의 영향이 강조되었다. 연구결과는 (i) 세립토의 액상화강도비는 소성지수의 감소와 초기전단응력의 증가에 따라 감소한다. (ii)등가강성과 전단변형률의 관계에 미치는 소성지수와 초기전단응력의 영향은 그리 크지 않다. (iii) 정규화한 과잉간극수압의 증가에 따른 강도비의 저하는 세립토의 소성지수가 증가할수록 느리다. (iv) 활성도가 큰 소성실트의 강성은 과잉간극 수압의 증가에 따라 급속히 감소한다. (v) 반복삼축시험 결과를 이용한 반복하중후 강도 및 강성의 예측법을 이용하여 직접단순 전단시험 결과에 수정한 방법은 시험결과와 잘 어울리는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.53-62
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• 2008

본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제25권3호
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• pp.32-39
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• 2009

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.69-76
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• 2007

해안 연약지반 개량공사에 사용되는 모래는 대부분 다소간의 패각을 함유하게 된다. 본 연구에서는 패각 함유량이 패각질모래의 액상화 저항에 미치는 영향을 연구하기 위하여 중량비에 의해 0%, 5%, 10%, 20%, 30%의 패각을 함유한 모래의 입도를 조성하고 건조퇴적 방법으로 상대밀도가 40%와 55%인 공시체를 성형하여 50kPa, 100kPa, 150kPa의 압밀유효연직응력으로 NGI형 직접단순전단시험기를 이용해서 반복단순전단시험을 수행하였다. 연구 결과, 압밀유효연직응력이 낮을 경우에는 상대밀도가 40%, 55% 모두 패각 함유량이 많아질수록 액상화강도가 크게 증가하는 경향을 보였다. 그러나 압밀유효연직응력이 높을 경우에는 상대 밀도가 40%일 경우 약간 증가하는 경향을 얻었으나 상대밀도가 55%일 경우에는 거의 일정한 값으로 수렴하는 결과를 얻었다. 그리고 상대밀도에 관계없이 압밀유효연직응력이 증가하면 액상화 저항이 감소하는 경향을 보였다. 또한 같은 압밀유효연직응력과 패각함유량에서 상대밀도가 높아질수록 액상화강도가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권10호
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• pp.173-181
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• 2006

본 논문에서는 정적 및 액상화와 같은 동적하중을 받는 흙의 거동해석을 위한 두 개의 활성면을 가진 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 활성면에 기초하고 있으며, 첫번째면은 회전하는 최대전단면을 나타내며 두 번째면은 고정된 수평면을 나타낸다. 이와 같은 두 개의 활성면을 이용하여 본 모델은 초기의 다른 응력상태하에 있는 시료의 직접단순전단시에 발생하는 주응력회전현상을 모델링할 수 있다. 제안된 모델은 초기의 응력비에 관계없이 평균유효응력이 동일할 경우에 유사한 거동을 보이는 흙의 실내실험결과를 묘사할 수 있다 그리고, 배수시 반복 직접단순전단으로 발생하는 흙의 거동 즉 제하시에 나타나는 체적감소 및 대변형에서 발생하는 체적팽창을 묘사할 수 있다. 비배수시의 흙의 정적 및 동적 거동은 배수거동에서 흙 골격사이에 존재하는 물의 구속력을 고려함으로써 해석하였다. 본 모델의 구성관계식은 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 구현하였다. 배수 직접단순전단 시험을 이용한 Fraser River Sand의 실험결과를 이용하여 모델을 먼저 검증하였으며, 동일한 입력변수를 이용한 Fraser River Sand 비배수 거동의 예측치와 실험치를 비교하여 검증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.65-70
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• 2011

모래지반의 액상화 발생 가능성 및 측방유동 평가 방법에 대한 연구는 많이 알려져 있다. 최근에는 비소성 실트의 액상화 발생 가능성에 대해서도 연구하고 있다. 그러나 비소성실트의 동적하중이 작용하는 동안과 그 이후의 거동에 대해서는 세계적으로도 다소 알려져 있을 뿐이다. 특히 비소성실트의 측방유동에 대한 평가방법에 대해서는 거의 알려져 있지 않다. 이에 본 연구에서는 비소성실트지반에서의 액상화 발생 가능성 및 측방유동량의 평가 방법을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 연구방법은 정적 및 동적 시험을 수행할 수 있는 직접단순전단시험기를 이용하여 동적하중을 받은 비소성실트의 액상화 가능성을 평가하였으며, 그 후 정적 시험을 수행하여 잔류강도를 측정하였다. 이 시험결과 비소성실트는 유효응력이 완전이 소멸되는 것은 곤란하지만 액상화에 거의 가깝게 발생하는 것을 확인하였다. 특히, 전단응력의 증가에 따른 강도저하는 매우 현저한 것을 확인하였다. 이 시험결과를 이용하여 액상화 발생 가능성 및 측방유동량을 추정할 수 있는 방법을 제안하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.5-12
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• 2009

본 연구는 발전소의 적치장에서 채취한 석탄회의 정적 및 동적 강도를 제시하였다. 석탄회는 주로 저회로 이루어져 있으며 정적 및 동적 강도를 평가하기 위하여 NGI형 단순전단시험, 반복단순전단시험 및 직접전단시험을 수행하였으며, 이러한 시험으로부터의 강도를 모래의 강도와 비교하였다. 본 연구에 사용된 석탄회 속에 있는 저회는 입도분포에 의하면 모래로 분류되었으며 모래보다 높은 강도 특성을 보였다. 석탄회를 토목공사에 활용되기 위해서 사질토와 석탄회를 50:50의 비율로 배치플랜트에서 섞어 사용하는 것은 사질토층과 석탄회층을 교대로 층별 시공하는 것보다 비효율적이다. 혼합시공과 층별시공을 모사하기 위하여 모래와 석탄회가 50:50으로 조성된 시료를 준비하였다. 시험결과 혼합에 의한 시료가 층별시료보다 약간 큰 정적 및 동적 강도를 나타내었다. 높은 강도는 주로 저회의 모난 입자로부터 기인된 것으로 보인다. 혼합시료에서 액상화시의 반복응력비는 반복횟수가 증가함에 따라 층별시료보다 급격히 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.89-98
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• 2006

본 논문에서는 지진이 발생한 지역에서 다시 지진이 발생할 경우에 포화된 사질토 지반의 동적거동에 관한 연구를 수행하였다. 반복 직접단순전단시험을 실시하여 느슨한 모래지반에서 간극수압발생량과 재액상화발생여부의 상관관계를 분석하였다. 최초의 전단하중으로 인하여 지반이 원래 가지고 있던 유효수직응력의 약 90%까지 간극수압이 발생하였을 경우 시간 경과에 따라 과잉간극수압이 전부 소산된 이후 다시 전단하중을 가하였을 때 지반의 액상화에 대한 저항력은 증가하였다. 하지만 최초 진동으로 지반이 완전히 액상화되었을 경우에는 다음에 전달되는 전단하중에는 이전보다도 지반이 더욱 조밀해짐에도 불구하고 액상화 저항력은 증가하지 않았다. 이와 같은 실내시험결과를 진동 중에 발생하는 간극수압 변화와 흙의 강성저하를 고려할 수 있는 유효응력모델인 UBCSAND모델에 적용하였으며, 최초 전단하중에서 발생하는 간극수압비에 따라 구성모델의 액상화 저항력을 결정하였다. 이 구성모델을 이용하여 재액상화현상을 연구한 원심모형실험의 결과를 예측하였으며, 계측치와 서로 비교하였다. 국내에서도 일본과 가까운 남부지역에서는 약한 지진이지만 자주 발생하고 있는 시점에서 이와 같은 유효응력모델을 이용한 재액상화 현상에 관한 연구가 절실히 요구되어진다.