• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.2
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• pp.15-26
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• 2004

Based on an estimating method for post-cyclic strength and stiffness with cyclic triaxial tests proposed by one of the authors, cyclic Direct Simple Shear (DSS) tests were carried out to confirm whether the method can be adapted to DSS test on fine-grained soils: silty clay, plastic silt, and non-plastic silt. Results from cyclic and post-cyclic DSS tests were interpreted by a modified method as adopted for cyclic and post-cyclic triaxial tests. In particular, influence of plasticity index for fine-grained soils and initial static shear stress (ISSS) was emphasised. Findings obtained from the present study are: (i) liquefaction strength ratio of fine-grained soils decreases with decreasing plasticity index and increasing ISSS; (ii) plasticity index and ISSS did not markedly influence relation between equivalent cyclic stiffness and shear strain relations; (iii) the higher the plasticity index of fine-grained soils is, the less the strength ratio decreases with increment of a normalcies excess pore water pressure (NEPWP); (iv) stiffness ratio of plastic silt has large activity decrease rapidly with increasing excess pore water pressure; and (v) post-cyclic strength and stiffness results from DSS tests agree well with those predicted by the method modified from a procedure used for triaxial test results.

• Tunnel and Underground Space
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• v.24 no.1
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• pp.89-96
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• 2014

Rock joint surface roughness, which is known to be one of the most important factors for defining shear strength of rock mass, has been researched in various methods. However, approaches to separate a roughness into two groups (primary and secondary) for evaluating the roughness have been rarely performed. In this study, elements of secondary roughness were eliminated through direct shear testing with tensile joint specimen and they were quantified with joint parameters. It is revealed that roughness parameters decrease with increasing the normal stress and sampling intervals, except for the case in which the normal stress is larger than 1.5 MPa. Also it is analyzed that ratio of area reduction in the opposite direction of shearing decreases with increasing the roughness parameter.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.24 no.2
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• pp.5-14
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• 2008

Shear characteristics of quarry blasted rocks were compared using large scale direct shear tests and triaxial tests. For comparison purpose, similar test conditions were simulated as much as possible and three types of relative density (50%, 70%, 90%) were employed for the test. Results indicate that stress-strain behavior shows the same trend for two tests, but the measured shear strengths differ for the different test ms and depends on the relative density. At low relative density, the internal friction angles from direct shear test are smaller than those from triaxial tests. However, at high relative density, this phenomenon is reversed.

• 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.

• Tunnel and Underground Space
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• v.9 no.4
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• pp.328-336
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• 1999

To characterize the hydro-mechanical behavior of a rock joint, a rotary shear testing apparatus was devised in this study. Shear stress was driven by twisting the end of a sample in the rotary shear testing apparatus. The test results show that the rotary shear test underestimates the peak shear strength of a rock joint. The torque is known as a function of the radial distance from the axis of rotation, resulting in the radial variation of the shear stress. Fluid flow through rock joints is mainly dependent on the Joint roughness, contact area, initial aperture. To examine the dependency, the relationship between the hydraulic and the mechanical apertures for shear-flow was established by measuring the initial aperture. It shows that the mechanical aperture and the hydraulic aperture increase linearly with the dilatancy. The difference between the hydraulic and mechanical apertures describes the deviation from the behavior predicted by the parallel plate model.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.1
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• pp.5-12
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• 2016

Investigation of in-situ ground in cold region is difficult due to low accessibility and environmental factors. In this study, correlation between dynamic cone resistance and shear strength is suggested to estimate the strength of frozen soils by using instrumented dynamic cone penetrometer. Tests were conducted in freezing chamber after preparing sand-silt mixture with 2.3% water content. Vertical stresses of 5 kPa and 10 kPa were applied during freezing, shearing, and penetration phase to compare the dynamic cone resistance and shear strength. The dynamic cone resistance, additionally, is calculated to minimize the effect of energy loss during hammer impact. Experimental results show that as the shear strength increases, the dynamic cone penetration index (DCPI) decreases nonlinearly, while the dynamic cone resistance increases linearly. This study provides the useful correlation to evaluate strength properties of the frozen soils from the dynamic cone penetration and direct shear tests.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2001.10a
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• pp.175-178
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• 2001

일반적으로 점탄성 거동을 나타내는 고분자 액체의 전단유동특성(shear flow properties)을 평가하기 위하여 정상전단(steady shear), 동적전단(dynamic shear), 응력완화(stress relaxation) 그리고 크리프(creep) 및 크리프 회복(creep recovery) 실험 등이 활용되고 있다[1], 이때 영전단점도(zero shear viscosity)와 정상상태 회복 컴플라이언스(steady-state recoverable compliance)는 정상상태(steady state)에서 얻어지는 물리량으로, 각 실험방법으로부터 직접적 또는 간접적으로 측정이 가능하다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.238-238
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• 2011

복단면 하도는 홍수소통을 위한 상부 하도와 생태계 서식처 강화와 유사이송능력 개선, 경제적인 유지유량의 확보 등을 도모하는 자연적인 저수로 하도로 구성된다. 그러므로 갈수기와 홍수기의 유량차가 큰 하천에서, 복단면 하도는 하천 공학, 환경 생태 관점에서 다양한 이점을 제공한다. 그러나 복단면 하도에서의 흐름저항, 조도계수, 통수능, 수위-유량관계, 횡방향 유속분포, 그리고 하상전단응력 분포는 단단면 하도와 상이하며, 중요한 차이점은 주수로부와 홍수터부 사이의 유속차로 인하여 발생하는 활발한 운동량 교환에 의해 추가적인 전단층이 생성되는 점이다. 주수로와 홍수터 사이에서 발생된 경계전단력(Apparent Shear Force, ASF)은 하천의 전반적인 통수능을 감소시켜 홍수의 하도내 저류효과를 증가시킬 수도 있다. 또한 주수로 및 홍수터가 분담할 수 있는 유량은 경계전단력에 민감하기 때문에, 홍수터에 수목 식재, 구조물 설치 등을 계획할 경우 정량적인 항력저항의 산정을 위하여 매우 중요하다. 현재까지 복단면에서 발생하는 경계전단응력을 추정하는 다양한 방법들이 개발되었으며, 각각의 방법으로 부터 경계전단력을 정량적으로 예측할 수 있다. 그러나 대부분의 방법이 실험에 근거한 경험적 방법이므로 각 식의 개발에 사용된 자료에만 적합할 수 있는 한계가 있으며, 균일한 수로의 기하학적 변수(전단면과 주수로의 하폭비, 홍수터와 주수로의 수심비, 홍수터와 주수로의 조도비, 주수로의 하폭대 수심비 등)에 의한 식으로 구성되어 수치모형에서 직접 활용하기에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 복단면 경계전단력 산정을 위하여 개발된 다양한 연구결과들을 비교 검토하고, 기존문헌 또는 웹상에서 가용한 수리실험 자료들을 이용하여 각 방법에서 계산된 유량과 실측 유량을 비교함으로써 각 방법이 지닌 한계를 분석하였다. 본 연구에서 검토된 5가지 방법은 Knight and Demetriou (1983)(이하 KD), Wormleaton and Merret (1990)(이하 WM), Cristodoulou (1992), Bousmar and Zech(1999) (이하 BZ) 그리고 Moreta and Martin-Vide (2010)(이하 MM)이다. BZ 방법을 제외하고 나머지 방법들은 전체 유량의 비교에서 5% 이내의 오차를 나타내었다. 그러나 나머지 4가지 방법 중 주수로부 유속의 비교에 있어서는 소규모 수로 실험자료만 이용한 KD 방법이 5% 이상의 오차를 나타내어 정확도가 떨어지는 것으로 나타났다. 따라서 비교적 단순한 형태의 Cristodoulou (1992) 방법이 적용하고자 하는 수로의 규모와 무관하게 복단면 유량예측에 적합할 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Geosynthetics Society
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• v.21 no.3
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• pp.61-69
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• 2022

In this study, a large-scale direct shear test was performed to evaluate the shear characteristics of the pile-soil interface according to the fines content and confining pressure conditions as a reasonable evaluation method of the pullout resistance performance of pile considering the soil conditions. It was found that the shear stress was greatly generated under the conditions of high normal stress and low fines content. In addition, the maximum shear stress was found to be rather large under the conditions of the same normal stress and fines content, when pile surface had high roughness. The internal friction angle decreased at the pile-soil interface, when the fines content in the ground increased. On the other hand, the cohesion decreased under the condition of high fines content. And the internal friction angle and cohesion were large regardless of the fines content in the model ground, when the roughness of the pile surface was high.

• 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.