• 터널과지하공간
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• 제24권1호
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• pp.89-96
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• 2014

절리면의 전단강도를 결정하는 중요한 인자로 알려진 암반 절리면의 거칠기는 여러 가지 방법에 의해 연구되어 왔다. 하지만, 거칠기를 구성하는 요소인 1차 거칠기와 2차 거칠기를 분리하여 거칠기를 평가하려는 시도는 매우 제한적으로 수행되고 있다. 본 연구에서는 인장절리 시험편을 이용하여 직접전단시험을 통해 2차 거칠기 요소를 파괴하고 이를 거칠기 파라미터를 이용하여 정량화 하였다. 거칠기 파라미터는 수직응력과 측정 간격이 증가할수록 감소하였으나, 1.5 MPa 이상의 수직응력에서는 일정한 경향을 나타내지 않았다. 또한 전단 반대방향의 거칠기 면적 감소율은 거칠기 파라미터가 증가할수록 감소하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.105-112
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• 2009

본 연구에서는 낙동강 모래의 내부마찰각과 모래와 건설재료들과의 접촉면에서 발생되는 표면마찰각의 특성을 파악하기 위하여 모래의 상대밀도와 전단속도를 변화시켜 목재, 강재, 몰탈, 그리고 역청재와 일련의 직접전단시험을 실시하였다. 시험결과 모든 경우에서 모래의 내부마찰각이 건설재료와의 표면마찰각보다 항상 크게 나타났고, 전단속도가 빠를수록 마찰각이 조금 증가되었다. 모래의 간극비가 작아짐에 의한 조밀화에 따라 마찰각은 선형적으로 증가하였으며, 간극비와 상대밀도의 변화에 따라 마찰각을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 또한 건설재료의 표면거칠기는 표면마찰각에 있어 중요한 인자임을 알 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권3호
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• pp.86-91
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• 2020

An important factor of rough road modeling is analyzing the shear behavior properties of the rough road. These properties influence the drawbar pull of the tool when interacting with the soil used in agriculture. Furthermore, shear behavior properties are important because sinkage and shear stress are generated when wheels drive on rough roads. In this study, we performed a direct shear test to investigate the shear behavior properties of soils and compare with the direct shear simulation; shear force derived by the coupled analysis of discrete element method; and multi-body dynamics. Soil contact parameters were measured in a wheel and soil contact simulation followed by comparison of the simulated and experimentally measured shear force.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.19-29
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• 2023

본 연구에는 지반-그라우트 인터페이스 거동을 평가하기 위한 직접전단시험 장비를 제작하였으며, 제작된 시험 장비를 통해 풍화토, 풍화토-그라우트 두 종류의 시료에 대해 직접전단시험을 수행하였다. 전단응력-슬립 곡선 평가 결과 풍화토-그라우트의 잔류 전단 강도는 단일 풍화토의 잔류 전단 강도와 유사한 값을 나타냈으며, 풍화토-그라우트 인터페이스의 한계 상태 거동은 풍화토에 의해 결정된다는 것을 확인했다. 그러나, 최대 전단 강도의 경우 풍화토-그라우트 인터페이스에서 매우 크게 증가하는 것으로 나타났다. 최대 전단 강도의 증가율은 느슨한 지반에서 더 크게 발생하는 것으로 나타났으며, 이는 풍화토 입자와 그라우트 입자가 섞여 있는 인터페이스 레이어의 두께가 증가했기 때문으로 보인다.

• 자원환경지질
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• 제50권2호
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• pp.145-157
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• 2017

최근 집중강우로 인하여 전국적으로 산사태 및 사면붕괴 현상이 빈번히 발생하고 있다. 이러한 산지 및 비탈면에서 발생하는 자연재해에 대한 대책안 마련 및 설계 입력자료로서 지반의 강도정수(전단강도)를 도출해야만 한다. 그러나 현재 산지 및 비탈면에 접근하여 지반조사를 하기 위해서는 과다한 산림훼손과 많은 경제적인 비용 등이 요구되어진다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 인력운반이 가능한 경량화된 소형동적콘관입시험기를 제작하여 다수의 지역에 대한 지반의 특성 및 강도정수를 산출하였다. 그리고 국내 및 외국의 소형동적콘관입시험 방법에 대해서 연구 분석하여 국내에 적합한 콘 재료와 시험방법을 제안하였으며, 대표적인 지역을 대상으로 현장에서 콘관입시험 Nc값과 표준관입시험 N값과 비교 분석하였다. 이와 더불어 직접전단시험 및 공내전단시험을 실시하여 토층심도별, 기반암별, 흙의 분류별 그리고 #200번체 통과량별로 Nc값과 전단강도와의 상관관계를 분석하였다. 특히 본 연구에서는 산지조건에서 가장 많이 분포하는 사질토를 대상으로 Nc값에 대응하는 전단강도(점착력 및 내부마찰각)와의 상관식을 제안하여 산지 토층에 대한 효율적인 지반강도정수를 산출하도록 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.574-593
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• 2023

본 연구에서는 절리면 암석 시료에 대한 직접 전단시험을 수행하기 위해 새로 고안된 Compact CNS shear box의 성능과 적용 가능성에 대해 조사하였다. 정적 CNS 절리면 직접 전단시험은 인공적으로 거칠기를 생성한 절리 암석을 대상으로 실시하였으며 절리면 거칠기 계수 및 초기 수직응력 조건을 변화시키면서 수행하였다. 또한, DIC 분석을 통해 변위 데이터 검증 및 파괴 패턴을 관찰하였고 실험으로부터 도출된 전단 특성들을 기존에 연구되었던 전단 거동 예측 모델들과 비교분석하였다. 그 결과 기존의 특정 경험적 전단 거동 예측 모델과 높은 상관관계를 나타내는 것을 확인하였으며 전단 거동 특성이 파괴 패턴과 관련이 있을 가능성에 대해 고찰하였다. 결론적으로, 절리면 전단 특성에 대한 데이터를 제공하는데 있어서 CNS 전단 박스의 적용 가능성과 효과를 입증하였다.

• 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.

• 대한토목학회논문집
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• 제41권2호
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• pp.101-111
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• 2021

전단마찰 시험체는 재하형태에 따라 압축재하와 인장재하 시험으로 구분된다. 인장재하 시험의 경우에는 외력으로 작용하는 수직방향 인장력에 의하여 전단응력 및 수직방향 인장응력이 유발된다. 이 연구에서는 압축장 이론을 이용하여 인장재하 시험체의 전단전달강도를 평가하였으며, 2축-응력 상태의 콘크리트 최대 압축강도의 변화를 고려하기 위하여 수정압축장이론, 연화트러스모델의 구성방정식을 사용하였다. 타당성 검증을 위하여 과거 연구자들에 의해 수행된 직접전단강도 실험값들과 압축장 이론을 이용하여 구한 값들을 비교한 결과, 비균열 인장재하 시험체의 경우 예측값과 실측치가 대체적으로 잘 일치함을 확인하였다. 또한 콘크리트 스트럿의 유효압축강도를 고려한 전단강도 평가식을 제안하고, 기존 문헌에 수록된 실험결과와 비교함으로써 제안식의 적용 가능성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.279-288
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• 2001

암반내에 존재하는 불연속면은 지하구조물의 안정성에 큰 영향을 미친다. 불연속면을 해석하기 위한 구성법칙에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으나, 객관적인 거칠기 파라미터를 이용한 전단거동 모사에 관한 연구는 아직 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 정량적인 거칠기 파라미터를 이용한 두 가지의 새로운 구성방정식을 만들어 절리 거동을 모사하였다. 첫 번째 구성법칙은 탄소성 이론에 근거하여 두께가 없는 개별절리요소 이용한 방법이고, 두 번째 구성법칙은 3차원 레이저 변위 측정 데이터를 직접 이용하여 Ohnishi가 제안한 거칠기 손상모델을 도입하였다. 제안된 두 모델을 가지고 직접 전단시험을 모사해본 결과 실제 실험에 나타나는 변형률 경화 및 연화현상 그리고 잔류전단강도와 같은 현상을 볼 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2016

급변하는 개수로 흐름에서 발생하는 바닥전단응력의 분포는 하천구조물 설계에 있어 매우 중요한 요소이다. 하천 구조물 중 호안에 대한 하천설계기준 '설계편 제 24장 호안'에는 호안 설계에 대한 일반적인 사항이 제시 되어 있으나, 구체적인 소류력 또는 유속에 대한 기준, 각 호안공법들의 안정성을 평가하기 위한 시험법 등에 대한 구체적인 기준이 부족한 상황이다. 소류력 측정방법에는 간접측정법과 직접측정법이 있다. 간접측정법에는 Reach-Average공식, Reynolds Stress, TKE공식 (Turbulent Kinetic Energy)이 있고 직접측정법에는 Shear Meter, Preston Tube 등이 있다. 본 연구에서는 바닥전단응력을 직접 측정할 수 있는 1차원 소류력 측정장치를 개발하고, 최대유속 5m/s 가변형 고속수로 실험을 통하여 Reach-Average 공식, Reynolds Stress, TKE 공식으로 산정한 바닥전단응력 값과 1차원 소류력 측정장치 값을 비교 분석하였다. 실험케이스는 총 3개로, 22.42???, 30.00???, 41.00??? 유량을 사류이면서 난류인 상태로 실험을 수행하였다. 분석 결과, 본 연구에서 개발한 1차원 소류력 측정장치의 측정값은 TKE공식과 약 2.3% 차이가 났으며, Reach-Average공식과 약 8.1%, Reynolds Stress는 약 22.1% 차이가 났다. 즉, 본 연구에서 개발한 1차원 소류력 측정장치는 유속 범위(1m/s ~1.6m/s )에서 TKE공식을 이용한 바닥전단 응력과 가장 근사하게 나타나는 것으로 분석되었다.