• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.5-13
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• 2013

사질토 지반에 근입된 말뚝의 주변부에서는 말뚝의 수직하중에 의한 전단변형 시, 반경방향으로의 변위가 구속된다. 이러한 연직변위 구속상태에서의 전단강도는 기존의 직접전단실험으로는 모사하는데 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 직접전단동안 연직변위를 허용하는 연직변위 허용조건(Free Normal Displacement: FND)의 직접전단실험과 연직변위를 허용하지 않는 연직변위 구속조건(Constrained Normal Displacement: CND)의 직접전단실험을 통하여 연직변위 구속여부가 전단강도에 미치는 영향을 평가 하는 것이다. 직접전단실험은 균등한 입도분포를 갖는 주문진 표준사를 사용하여, 연직변위의 구속여부에 따라 다양한 상대밀도와 초기응력조건 상태에서 수행되었다. 실험결과, CND 직접전단실험에서 얻은 전단강도는 FND 직접전단실험에서 얻은 전단강도보다 크게 나타났다. 또한, 상대밀도가 클수록 연직변위의 구속효과로 인한 전단강도의 증분이 더욱 늘어남을 보여주었다. 반면, 초기 연직응력의 증가는 구속효과로 인한 전단강도 증분의 감소로 나타나는 것을 관찰하였다. 본 연구에서는 경계부가 구속된 사질토지반의 안정성 평가 시, 전단강도에 대한 연직변위의 구속효과를 고려해야 함을 보여준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.138-147
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• 2011

본 연구의 목적은 직접전단응력 및 휨 전단응력의 비교분석을 통하여 Perfobond Rib 전단연결재를 사용한 구조물의 하중방향에 따른 전단응력 분석이다. 직접전단응력 분석을 위해서 5개의 변수로 Perfobond Rib 전단연결재 실험체 5개를 제작하고 Push-out Test를 실시하였다. 실험 후 Perfobond Rib 전단연결재의 전단저항 메커니즘을 규명하고, 직접전단응력에 영향을 미치는 주요 인자를 바탕으로 직접전단력을 산출할 수 있는 제안식을 제시하였다. 또한 휨 전단응력의 분석을 위해 강-콘크리트 합성 바닥판 실험체를 제작하고 정적 휨실험을 실시하였다. 정적 휨실험을 바탕으로 휨 거동특성을 분석하고 휨 전단응력을 계산하였다. 직접전단응력과 EN 1994-1-1을 통해 계산된 휨 전단응력을 비교하여 하중방향에 따른 전단저항응력에 대해서 분석을 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.51-62
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• 2015

직접전단시험은 전단상자의 경계조건에 따라 흙의 전단거동이 달라지는 것으로 알려져있다. 본 연구의 목적은 Type-A 형태의 기존 직접전단시험기의 문제점에 대해 분석하고 Type-C 형태의 직접전단시험기의 개발을 통해 신뢰성 높은 직접전단결과를 도출하는데 있다. 기존 직전단시험기와 새로 개발된 직접전단시험기를 사용하여 상대밀도가 60%로 조성된 모래시료에 대해 초기 구속응력 50kPa, 100kPa, 200kPa, 300kPa, 400kPa에서 0.5mm/min의 일정한 전단속도로 직접전단시험을 수행하였다. 일정수직하중 조건에서 수행된 Type-A의 직접전단시험기와 Type-C 시험기의 결과를 비교하여 새로 개발된 시험기의 신뢰성을 평가하였다. 또한 새로 개발된 시험기를 사용하여 일정 수직하중 조건과 정압조건의 두 가지 구속조건에 대한 직접전단시험을 수행하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 실험결과, Type-A의 직접전단시험기에서는 하중재하판과 상부 전단상자가 기울거나, 흙의 체적변화로부터 발생되는 시료와 전단상자 내부 벽면간의 마찰이 전단면에 작용하는 응력에 영향을 끼치게 되는 문제가 발생하였다. Type-A의 직접전단시험기에서는 전단상자 형태와 경계조건에 따라 전단강도가 과대 혹은 과소평가 되었다. Type-C의 직접전단시험기에서는 구속조건에 상관없이 일관성있는 실험결과를 나타내었다. 본 연구는 Type-C의 형태로 개발된 직접전단시험기를 통해 Type-A 직접전단시험법의 문제점을 해결하고 신뢰성있는 결과를 도출할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.29-37
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• 2017

집중호우로 인하여 산악지반에 발생하는 토석류의 거동은 대상지반 세립분의 전단강도 및 유변학적 특성들에 의하여 영향을 받기 때문에, 두 특성에 대한 정수는 토석류 거동을 파악하는데 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 직접전단 실험을 통하여 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수를 평가하고자 하였다. 건조상태와 액성한계상태로 조성된 두 가지 세립분 시료에 대하여 직접 전단실험을 수행하였으며, 연직응력에 따른 전단강도를 측정하여 점착력과 내부마찰각을 산정하였다. 또한 액성한계로 조성된 시료의 잔류전단강도를 획득하기 위하여 전단변형률속도와 전단방향을 변화시켜 반복전단실험을 수행하였다. 실험 결과, 액성한계상태의 시료는 건조 상태 시료에 비해 내부마찰각은 작지만 점착력은 더 큰 것으로 나타났으며, 잔류전단강도를 통해 산정한 내부마찰각과 점착력은 첨두전단강도에 의해 산정된 결과보다 작은 것으로 나타났다. 반복전단 결과, 전단변형률속도와 잔류전단강도는 선형적인 관계를 보였으며, 전단변형률속도-잔류전단강도 관계의 기울기로써 결정되는 점성은 약 $73.60Pa{\cdot}s$로 산정되었다. 본 연구는 직접전단 장비가 산악지반 토석류 거동과 관련된 세립분의 전단강도 및 유변학적 정수 산정에 효과적으로 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.400-412
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• 2013

CFT 구조는 내부의 콘크리트와 강관의 합성거동을 위한 전단연결재를 필요로 한다. 하지만, 현행 설계기준에서는 통상적으로 무근콘크리트로 채워지는 CFT 구조에 적용할 수 있는 전단연결재에 대한 설계기준을 제시하고 있지 않다. 본 연구는 강-콘크리트 합성구조에 널리 사용되는 스터드 전단연결재를 CFT 구조에 적용하기 위한 설계기준 즉, CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 전단강도를 제안하기 위한 연구의 일환으로 수행되었다. 본 연구에서는 CFT 구조에 적용된 스터드의 전단강도를 결정하는 주된 파괴모드를 검토하기 위하여 무근콘크리트를 적용한 직접전단실험체를 이용하여 실험을 수행하고 파괴모드를 분석하기 위한 유한요소해석을 실시하였다. 직접전단실험 및 유한요소해석결과로부터 CFT 구조에 적용된 스터드 전단연결재의 주된 파괴모드는 콘크리트의 쪼갬파괴이며, 이러한 파괴모드로 인하여 철근콘크리트에 적용된 스터드에 비해 전단강도가 감소한다는 사실을 확인할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.27-32
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• 2009

본 연구의 주목적은 아스팔트 포장층간의 접착전단강도를 측정하는 실험법과 평가 방법을 개발하고 배수성 포장에 사용되는 택코트 재료의 특성과 적정 살포량을 평가하고자 하였다. 실험에는 두 종류(RSC-4, 개질유화)의 유화아스팔트와 가열 아스팔트바인더 타입(HM-1) 한 종류로 실시하였으며, HM-1은 배수성 포장에 사용하기 위해 새로 개발된 제품이다. 접착전단강도를 측정하기 위해 직접전단실험을 다양한 실험 조건에서 수행하였다. 실험을 통해 얻은 접착전단강도 값은 결과의 변별력이 떨어 졌으며 하중-변위 곡선의 면적인 터프니스가 접착전단강도를 평가하는데 보다 유용한 것을 확인 할 수 있었다. 배수성 포장의 경우 RSC-4의 경우는 $0.8l/m^2$ 이상, 개질유화아스팔트의 경우는 $0.5{\sim}0.6l/m^2$의 살포량이 적당한 것으로 나타났다. Trackless 성능이 우수한 HM-1은 유화 아스팔트 택코트에 비해 월등히 좋은 접착전단성능을 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.5-12
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• 2016

극한지에서는 환경적 요인과 접근성의 한계에 따라, 동결토의 강도를 현장 상태에서 파악하기 어렵다. 본 연구에서는 극한지 현장의 동결강도를 평가하기 위하여 계장화된 동적 콘 관입기로부터 산정된 동적 콘 저항력과 직접전단실험으로부터 획득된 전단강도 간의 상관성을 조사하였다. 실트가 혼합된 주문진사를 함수비 2.3%로 동일하게 조성하였으며, 시료를 냉동 챔버 내에서 동결시킨 후 직접전단실험과 동적 콘 관입실험을 진행하였다. 실험은 동결과정 및 전단과정, 그리고 동적 콘 관입과정에서 수직응력을 5kPa 및 10kPa로 조합한 4가지 경우로 구성하였으며 이에 따른 동적 콘 관입지수와 전단강도를 산정하였다. 또한 해머타격으로부터 전달되는 에너지의 손실에 대한 영향을 최소화하기 위하여 선단에서 산정된 에너지 및 변위를 이용함으로써 동적 콘 저항력을 산출하였다. 직접전단실험 및 동적 콘 관입실험을 수행한 결과 구속조건에 의한 전단강도의 증가에 따라 동적 콘 관입지수는 비선형적으로 감소하였으며, 동적 콘 저항력은 전단강도와 선형적으로 비례하는 관계로 나타났다. 본 연구는 동결토에 대한 동적 콘 관입실험과 직접전단실험을 통한 강도정수를 비교 및 평가한 연구이며 본 연구에서 도입된 동적 콘 저항력은 극한지 현장에서 동결토의 강도를 추정하기 위한 유용한 지표가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.43-52
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• 2011

조립토로 구성된 지반구조물의 안정성은 전단변형에 따른 전단영역의 특성변화에 의해 영향을받는다. 본 연구의 목적은 전단파와 전기비저항 및 콘 선단저항력을 이용하여 직접전단실험시 발생하는 전단영역의 특성을 파악하는 것이다. 전단영역의 특성을 파악하기 위하여, 아크릴 재질로 직접전단상자를 제작하였으며, 직접전단상자의 벽면에는 전단파와 전기비저항의 측정을 위하여 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브를 설치하였다. 벤더엘리먼트와 전기비저항 프로브는 전단영역과 비전단영역에 각각 설치되어, 전단변형에 따른 조립토의 거동을 비교할 수 있도록 하였다. 또한, 콘 선단저항력을 측정할 수 있도록 개발한 마이크로 콘을 첨두강도상태와 잔류강도상태에서 관입하여 깊이에 따른 시료의 강도분포를 관찰하였다. 실험결과, 바닥부근과 하부전단영역에서는 전단변형에 따른 전단파 속도는 일정하였지만, 상부전단영역에서의 전단파 속도는 증가하였다. 또한, 바닥부근의 전기비저항은 변화가 없는 반면, 하부전단영역에서 전기비저항은 상대밀도에 따라 수직변형률과 반비례관계로 나타났다. 콘 선단저항력의 변화도 전단파 속도의 변화와 유사하게 상부전단영역에서 큰 변화가 관찰되었다. 본 논문에서 제시한 직접전단실험시 전단파와 전기비저항을 관찰하는 것과 실험완료 후 콘 관입실험은 조립토의 전단영역 특성을 파악하기 위한 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보여준다.

• 콘크리트학회지
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• 제10권3호
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• pp.185-196
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• 1998

이 논문은 직사각형 단면을 갖는 철근콘크리트 보에서 휨전단균열(Flexural-Shear Crack)이 원인을 규명하기 위해 모두 16개의 보를 실험한 결과를 기술한 것이다. 실험에 이용된 콘크리트보는 전단균열에 영향을 준다고 생각되는 몇 가지 요소를 인위적으로 소거 도는 고립되도록 특수하게 제작된 것이다. 이러한 특수보의 실험결과를 같은 재원을 갖는 보통의 정상보의 결과와 직접 비교하여서 그 차이를 분석함으로써 휨전단 균열의 발생원인을 규명하였다. 그 결과, 일반적인 콘크리트보에서의 휨전단균열 발생은 철근과 콘크리트의 경계면의 부착현상과 매우 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 발생된 휨전단균열의 안정성은 주철근을 따라 발생되는 수평균열의 크기에 직접적인 영향을 받고 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서 나타난 몇 가지 사실은 현재 사용중인 전단설계규준의 근본을 이루는 전단 위험단면개념과는 상반되는 것도 있었다. 실험에서 알아낸 사실을 근거로 전단파괴기구에 대한 새로운 가설을 제안하였다. 이 새 가설은 지금까지 잘 설명되지 않은 휨전단균열의 발생과 진행에 대한 원인 및 과정을 상당히 잘 설명해주고 있다고 생각된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.5-14
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• 2017

극한지 동결 지반에서 구조물의 설계 및 시공이 진행됨에 따라, 안정성 평가를 위해 동결토의 강도 특성에 대한 실험적 연구가 필수적이다. 본 연구의 목적은 전단 상자 시스템에 따른 동결토의 강도를 평가하는 것으로, 이를 위하여 보편적으로 사용되는 기존 직접전단 시스템(Type-1), 상부 전단 상자 위쪽에 롤러를 설치한 시스템(Type-2), 그리고 상부 전단 상자를 하부 전단 상자와 분리되도록 기둥으로 고정한 시스템(Type-3)을 제작하였다. 모든 시스템에는 모래, 실트, 그리고 증류수를 동일한 비율로 혼합한 시료를 이용하여 조성하였으며, 냉동 챔버 내에서 $-5^{\circ}C$까지 동결된 후 연직 응력 5, 10, 25 그리고 50kPa을 가하며 직접전단실험을 수행하였다. 실험 결과, Type-1은 전단 이동에 따라 상부 전단 상자가 회전(rotation)하여 하부 전단 상자와 접촉하는 문제가 발생했다. 상부 전단 상자의 회전을 롤러로 방지한 Type-2의 경우, 회전을 막는 힘이 전단강도에 추가되어 강도가 과대 평가되었다. Type-3의 경우, 동결 시료만의 전단강도가 평가되었으며, 최대전단강도 발현 시점과 수직변위가 증가하기 시작하는 시점이 유사하게 나타났다. 또한, Type-3의 최대전단강도와 잔류전단강도의 내부마찰각과 점착력은 롤러의 영향이 제거되어 Type-2보다 작게 나타났다. 본 연구는 동결토와 같이 강도가 큰 시료의 경우 Type-3과 같이 개선된 전단 상자 시스템을 이용하여 동결토만의 강도를 평가할 수 있음을 보여준다.