• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.169-179
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• 2003

암석의 절리면 전단강도의 이방성을 연구하기 위하여 인공절리면을 형성한 시편에 대한 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 즉 낮은 수직응력 상태에서 전단 방향에 따른 전단강도, 전단강성 및 마찰각을 구하기 위한 실험을 실시하였다 그 결과 낮은 수직응력하에서 전단 강도 및 강성은 전단 방향에 따라 이방성을 보이며, 특히 수직응력 2.45 MPa미만에서 뚜렷하였다. 그리고 수직응력이 증가할수록 절리면의 이방성 효과는 감소하였다. 따라서 낮은 수직응력 하에서 전단강도 및 강성값을 보다 정확히 구하기 위해서 Barton의 식에 전단방향을 고려한 보정함수 F(a)를 반영하여 새로이 수정식을 제안한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.5-14
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• 2008

국내 석산에서 생산되는 골재를 사용하여 대형삼축시험과 대형직접전단시험을 동시에 수행한 후 전단특성을 비교하였다. 비교를 위하여 시험조건을 가능한 일치시켰으며, 상대밀도를 50%, 70%, 90%의 세 가지로 변화시켜 시험을 수행하였다. 시험결과 응력-변형률 거동은 두 가지 시험에서 동일하게 나타나며, 전단강도는 상대밀도의 크기에 따라 시험방법별로 추세가 달라진다. 즉, 낮은 상대밀도에서는 대형직접전단시험의 내부마찰각이 대형삼축압축시험 결과 값에 비하여 작게 나타나고, 높은 상대밀도에서는 이 현상이 역전됨을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제17권5호
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• pp.639-653
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• 2016

The present article discusses the effect of the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress on the failure behavior of the planar non-persistent open joints. Totally, 38 models were prepared using plaster and dimensions of $15cm{\times}15cm{\times}15cm$. The bridge area occupied $45cm^2$, $90cm^2$ and $135cm^2$ out of the shear surface. The number of rock bridges increase in fixed area. Two similar samples were prepared on every variation in the rock bridges and tested for direct shear strength under two high and low normal loads. The results indicated that the failure pattern and the failure mechanism is mostly influenced by the ratio of bridge surface to total shear surface and normal stress so that the tensile failure mode change to shear failure mode by increasing in the value of introduced parameters. Furthermore, the shear strength and shear stiffness are closely related to the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권1호
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• pp.39-50
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• 2020

In order to understand the shear mechanical properties of the interface between clay and structure and better serve the practical engineering projects, it is critical to conduct shear tests on the clay-structure interface. In this work, the direct shear test of clay-concrete slab with different joint roughness coefficient (JRC) of the interface and different normal stress is performed in the laboratory. Our experimental results show that (1) shear strength of the interface between clay and structure is greatly affected by the change of normal stress under the same condition of JRC and shear stress of the interface gradually increases with increasing normal stress; (2) there is a critical value JRC_cr in the roughness coefficient of the interface; (3) the relationship between shear strength and normal stress can be described by the Mohr Coulomb failure criterion, and the cohesion and friction angle of the interface under different roughness conditions can be calculated accordingly. We find that there also exists a critical value JRC_cr for cohesion and the cohesion of the interface increases first and then decreases as JRC increases. Moreover, the friction angle of the interface fluctuates with the change of JRC and it is always smaller than the internal friction angle of clay used in this experiment; (4) the failure type of the interface of the clay-concrete slab is type I sliding failure and does not change with varying JRC when the normal stress is small enough. When the normal stress increases to a certain extent, the failure type of the interface will gradually change from shear failure to type II sliding failure with the increment of JRC.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.1359-1364
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• 2008

In these days, the composite material is popular as a material of Retaining wall because of the advantages of economy and construction. In general, retaining wall is not estimated for the stability of structure, but some of retaining walls that are composed of composite materials became thin because of the highly dense materials. So the concern of shear failure for the structure is rising. Because standard test criterion and large scale tests equipment are rarely available, few studies are performed. So, in this study, we performed large scale direct shear tests for various confining stresses(147, 294, 441 kPa), and estimate shear behavior of composite material by the relation of shear stress - displacement and vertical - shear displacement.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제17권4호
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• pp.171-180
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• 2005

We present numerical results for inertialess elliptic particle suspensions in a Newtonian fluid subject to simple shear flow, using the sliding bi-periodic frame concept of Hwang et al. (2004) such that a particulate system with a small number of particles could represent a suspension system containing a large number of particles. We report the motion and configurational change of elliptic particles in simple shear flow and discuss the inter-relationship with the bulk shear stress behaviors through several example problems of a single, two-interacting and ten particle problems in a sliding bi-periodic frame. The main objective is to check the feasibility of the direct simulation method for understanding the relationship between the microstructural evolution and the bulk material behaviors.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.39-45
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• 2003

보강토 지반에서 가장 중요한 부분은 보강재와 흙사이의 접촉부분으로서 이 부분의 전단강도 및 전단거동은 보강효과에 직접적인 영향을 미친다. 보강토 지반에서 접촉부분의 전단특성을 얻는 방법으로서 인발시험방법과 직접전단시험방법 등이 있다. 실제 보강토 구조물내에서 보강재와 흙사이에 인발이 되는 부분, 전단이 되는 부분 등이 존재한다. 전단이 되는 경우에도 보강재가 전혀 변형을 하지 않는 경우와 보강재 자체가 변형이 되는 경우 등으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 대형 전단시험기를 이용하여, 부직포/모래, 지오그리드/모래 등의 접촉면을 갖는 2종의 토목섬유를 이용하여, 토목섬유의 인장변형이 허용되는 자유조건과 인장변형이 억제되는 고정조건 등 두가지 방법으로 직접전단시험을 실시하였다. 실험결과 자유조건에 비해 고정조건으로 시험을 행한 경우가 마찰각이 더 컸다. 그리고 전단응력이 피크가 되는 전단변형의 크기는 자유조건의 경우가 더 큰 값을 가졌다. 잔류응력의 경우는 고정법의 경우가 컸지만 잔류응력비는 자유법의 경우가 더 큰 값을 가졌다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.169-176
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• 2024

연구목적: 본 논문에서는 직접전단시험에서 시험시편의 규모 때문에 부득이 굵은 입자가 제외되는 문제 때문에 발생되는 전단강도의 차이를 분석하고자 직접전단시험을 실시하는 실험연구를 수행하였다. 연구방법: 최대직경 50mm의 굵은 골재가 포함된 3개의 풍화토를 대상으로 대형직접전단시험을 실시하였다. 또한 굵은 골재가 제외된 최대직경 5mm 시료를 이용하여 소형직접전단시험을 실시하였다. 연구결과: 소형직접전단시험의 경우 큰입자가 포함된 대형직접전단시험의 결과에 비하여 내부마찰각은 약2.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이가 없었다. 점착력에서는 대형직접전단시험에 비하여 소형 직접전단시험이 약 80.3% 작은 값을 도출하여 비교적 큰 차이를 나타내었다. 결론: 대형직접전단시험에서 굵은 입자가 내부마찰각보다는 점착력에 큰 영향을 준 것으로 분석되었다. 따라서, 굵은 입자를 포함한 화강풍화토는 수직응력에 영향을 받지 않는 점착력과 같은 전단강도를 갖고 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 사용되고 있는 굵은 입자를 제외한 소형직접전단시험은 굵은 입자의 효과를 제외함으로서 안전측의 결과를 제공하는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제7권1호
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• pp.20-30
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• 1997

A discrete joint finite element with joint surface degradation was developed to investigate the shear behavior of rough rock joint. Isoparametric formulation was used for facilitating the implementation of the element in existing Finite Element Codes. The elasto-plastic joint deformation model with the discontinuity constitutive law proposed by Plesha was applied to the element. The reliability of the developed finite element code was successfully testified through numerical direct shear tests conducted under both constant normal stress and constant normal displacement conditions. The result of the numerical direct shear test showed that the code can capture characteristic deformation features envisaged in the direct shear test of rough rock joint.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권3호
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• pp.253-259
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• 2019

Concrete-to-concrete bedding planes (CCBP) are observed from time to time due to the multistep hardening process of the concrete materials. In this paper, a series of direct/cyclic shear tests are performed on CCBP under static and dynamic normal load conditions to study the frictional behavior effect by the shear velocities, normal impact frequencies, horizontal shear frequencies, normal impact force amplitudes, horizontal shear displacement amplitudes and normal load levels. According to the experimental results, apparent friction coefficient k ($k=F_{Shear}/F_{Normal}$) shows different patterns under static and dynamic load conditions at the stable shear stage. k is nearly constant in direct shear tests under constant normal load conditions (DCNL), while it is cyclically changing with nearly constant peak value and valley value for the direct shear tests under dynamic normal load conditions (DDNL), where k increases with decreasing normal force and decreases with increasing normal force. Shear velocity has little influence on peak values of k for the DCNL tests, but increasing shear velocity leads to increasing valley values of k for DDNL tests. It is also found that, the valley values of k ascend with decreasing impact normal force amplitude in DDNL tests. The changing pattern of k for the cyclic shear tests under constant and dynamic normal load conditions (CCNL and CDNL tests) are similar, but the peak value of k is smaller in CDNL tests than that in CCNL tests. Normal load levels, shear displacement amplitudes, vertical impact frequencies, horizontal shear frequencies and normal impact force amplitudes have little influence on the changing pattern of k for the cyclic shear tests. The tests of this study provide useful data in understanding the frictional behavior of the CCBP under distinct loadings, and these findings are very important for analyzing the stability of the jointed geotechnical structures under complicated in situ stress conditions.