• Geomechanics and Engineering
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• 제15권1호
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• pp.659-668
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• 2018

A series of direct shear tests were implemented on three different types of specimens (i.e., clean Perth sand, sand containing 10, 20 and 30% bentonite, sand containing 1, 3 and 5% slag, and sand containing 10, 20 and 30% bentonite with increasing percentages of added slag (1%, 3% and 5%). This paper focuses on the shear stress characteristics of clean sand and sand mixtures. The samples were tested under different three normal stresses (100, 150 and 200 kPa) and three curing periods of no curing time, 7 and 14 days. It was observed that the shear stresses of clean sand and mixtures were increased with increasing normal stresses. In addition, the use of slag has improved the shear strength of the sand-slag mixtures; the shear stresses rose from 128.642 kPa in the clean sand at normal stress of 200 kPa to 146.89 kPa, 154 kPa and 161.14 kPa when sand was mixed with 1%, 3% and 5% slag respectively and tested at the same normal stress. Internal friction angle increased from $32.74^{\circ}$ in the clean sand to $34.87^{\circ}$, $37.12^{\circ}$ and $39.4^{\circ}$ when sand was mixed with 1%, 3% and 5% slag respectively and tested at 100, 150, and 200 kPa normal stresses. The cohesion of sand-bentonite mixtures increased from 3.34 kPa in 10% bentonite to 22.9 kPa, 70.6 kPa when sand was mixed with 20% and 30% bentonite respectively. All the mixtures of clean sand, different bentonite and slag contents showed different behaviour; some mixtures exhibited shear stress more than clean sand whereas others showed less than clean sand. The internal friction angle increased, and cohesion decreased with increasing curing time.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.590-596
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• 2019

연구목적: 직접전단시험의 문제점 중에 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 연구방법: 우리나라를 대표하는 모래인 주문진 표준사를 연구 대상으로 사용하였다. 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대한 전단강도를 분석하기 위하여 대형직접전단시험을 수행한 후 소형직접전단기의 시험결과와 비교분석을 수행하였다. 연구결과: 상대밀도가 촘촘한(dense) 영역에서는 소형전단시험기의 내부마찰각이 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 상대밀도가 중간(medium)정도의 영역에서는 대형전단시험기의 결과가 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 결론: 모래흙에서 직접전단시험의 시료에 대한 크기 효과는 비교적 크지 않은 것으로 분석되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권7호
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• pp.967-974
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• 2001

Experimental investigations on the flow characteristics of downstream region of a butterfly valve, which is used in SI engine, have been conducted according to Reynolds number and valve angle. Measurement programs of the flowfield using x-type of hotwire anemometry include the mean and fluctuating velocity, turbulnet intensity, shear stress, power spectrum and pressure loss coefficient. Experimental results show that flow characteristics and independent of relatively high Reynolds number; 60,000 and 80,000. It is also seen that streamwise mean velocities have relatively large velocity gradient around the butterfly valve with increasing the valve opening angle and this trend appears even in the far downstream region. The distributions of turbulent intensity and shear stress show irregular behavior regardless of the valve opening angle and those of the case of the valve opening angle of 45°are the largest. The pressure loss coefficient of the body surface of the throttle valve increases mildly with the increase of Reynolds number and increases rapidly with the reduction of the valve opening angle.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.5-19
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)비탈면이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 자연현상을 고려할 때, 설계 및 초기 시공 단계에서 위와 유사한 지반 상태로 이루어진 깎기 암반비탈면에 대해 1:0.5(발파암 경사 기준)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반비탈면의 안정성을 검토하는 과정에서, 설계실무 측면에서 범용적인 암반강도정수 산정방법이 필요하게 되었다. Hoek 등(2002)이 수정 보완하여 발표한 Hoek-Brown 파괴기준과 GSI분류는 불연속구조의 영향을 충분히 고려한 암반특성화 시스템으로 평가되었으며, 응력변화에 따라 등가 Mohr-Coulomb 강도정수(등면적법)를 산출하는 방법을 제안하였다. 비탈면에서는 등가 M-C 강도정수가 최대구속응력(${{\sigma}^{\prime}}_{3max}$ 또는 수직응력)변화에 따라 민감하게 변화하므로 실무적으로 활용하기에 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 양호한 연속체 암반비탈면에 대해 최대구속응력 범위이내에서 범용적으로 적용할 수 있는 강도정수산정방법(등각분할법)을 H-B 파괴기준을 응용하여 제안한다. 등각분할법 강도정수(A)의 타당성 및 적용성을 평가하기 위해, 연구대상 암반비탈면을 기존 실시설계 현장 인근에 있는 급경사 비탈면에서 암석종류별(화성암, 변성암, 퇴적암)로 선정하고, Hoek이 제시한 등가 M-C 강도정수(등면적법)들과 비교 분석하였다. 등면적법 및 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 기본적인 자료인 기존 실시설계 현장의 실내 암석 삼축압축시험과 연구대상 암반비탈면의 불연속구조의 특성조사(Face Mapping)를 통해 RocLab 프로그램(H-B 파괴기준을 기본으로 전산화된 지반정수 산정 소프트웨어)을 활용하여 산정하였다. 산정된 등면적법 등가 M-C 강도정수는 상호 연동되어 점착력과 내부마찰각이 아주 크거나($45^{\circ}$ 이상) 작게 나타났다. 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 등면적법 등가 M-C 강도정수의 중간 정도이며, 내부마찰각은 $30^{\circ}{\sim}42^{\circ}$의 범위를 보인다. 연구대상 암반비탈면의 등각분할법 강도정수(A)와 기존 실시 설계 현장에서 연구대상 암반비탈면과 유사한 암반상태(동일 등급 RMR)에 적용한 강도정수(B)와 비교 분석하고, 이 지반정수들로 적용한 비탈면 안정해석(한계평형해석과 유한요소해석) 결과를 통해 제안한 등각분할법의 적용성을 간접적으로 평가하였다. A와 B의 강도정수 차이는 10% 정도이다. 한계평형해석 결과(우기 기준), A적용 안전율(Fs)=14.08~58.22(평균 32.9), B적용 안전율(Fs)=18.39~60.04(평균 32.2)이며, 각 동일한 암석종류에 따라 상호 유사하게 나타났다. 유한요소 해석 결과, A적용 변위=0.13~0.65mm(평균 0.27mm), B적용 변위=0.14~1.07mm(평균 0.37mm)으로 매우 유사하다. H-B 파괴기준을 응용하여 등각분할법으로 산출한 지반 정수를 실무적인 전단강도로 적용할 수 있는 적용성 평가에서 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.431-442
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• 2013

기존의 연구에서 삼각형 돌출부의 크기 즉 돌출부 길이 및 돌출부 경사각 변화에 따른 전단거동 및 파괴 형상 특성에 대한 광범위한 실험적 연구는 부족하였다. 본 연구에서는 직접전단시험기를 사용하여 삼각형 돌출부의 전단거동에 있어서 돌출부의 길이 및 경사각 특성이 표면 돌출부의 파괴 형상 특성에 미치는 영향을 규명하고자 한다. 이를 위하여 돌출부 길이는 4가지로 변환하였고, 수직응력은 3가지로, 그리고 돌출부 경사각은 3개의 각도로 변환하면서 총 36회의 시험을 수행하였다. 시험을 수행한 시편은 3차원 형상측정기를 사용하여 파괴 형상 특성을 정량적으로 분석하였다. 이러한 시험을 통하여, 수직응력 변화에 따른 돌출부의 파괴 형상 특성을 조사하였다. 또한 각각의 경사각에서 돌출부의 길이를 변화시켜 시험을 수행함으로써, 특정 수직응력 하에서 돌출부가 파괴되는 길이 및 높이를 정의하였다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.584-595
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• 2018

흙의 전단강도의 적절한 기준을 제시하기 위해 모래질, 점토질, 자갈질의 약 290 여개의 재료에 대하여 직접전단시험을 수행하였다. 흙의 대분류에 의한 모래질 흙의 전단강도는 모래 함유율이 많은 흙일수록 내부마찰각은 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났으며, 그 범위는 $23.5^{\circ}{\sim}34.9^{\circ}$에 분포하고 있는 것으로 나타났고, 점착력은 2.0 kPa~15.7 kPa 사이에서 골고루 분포하는 것으로 나타났다. 탄성계수는 하중단계에 따라 뚜렷하게 구분할 수 있었으며, 수직하중이 증가할수록 약 80%씩 증가하였다. 점토질 흙의 내부마찰각은 $15.0^{\circ}{\sim}28.6^{\circ}$의 범위에서 점토성분 함유율이 많아질수록 감소하는 경향이 나타났고, 점착력은 일정한 범위로 증가하는 경향이 나타났다. 점토질 흙의 탄성계수는 거의 같은 증가비로 초기탄성계수만 약간 증가하는 경향을 나타내었다. 자갈질 흙의 내부마찰각은 $29.9^{\circ}{\sim}36.7^{\circ}$의 범위로 뚜렷한 특성을 파악할 수 없었다. 세부분류에 따른 SW(입도분포가 좋은 모래), SP(입도분포가 나쁜 모래), SC(점토 섞인 모래), SM(실트 섞인 모래)의 점착력은 실트함유율이 가장 많은 SM 시료에 비해 SC는 약 94%, SW는 약 78%, SP는 약 59% 정도 값을 나타내었다. 또한 내부마찰각은 ML(액성한계가 낮은 실트)과 CL(액성한계가 낮은 점토)이 거의 같은 거동 특성을 나타내었고, MH(액성한계가 높은 실트)는 ML의 약 88% 값을 나타내었다. 점착력에 대한 변화는 거의 비슷한 증가비를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.497-507
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• 2013

횡하중을 받는 고층건물에서의 인장역이 형성될 때 강판전단벽의 앵글 변화한다. 본 연구에서는 강판전단벽을 갖는 3층, 9층, 14층 및 20층의 4개 구조물에 대한 유한요소해석 연구를 하였다. 유한요소해석 결과와 각 모델들의 이론식으로 계산된 결과를 비교하여 전단변형 모드와 휨변형 모드로 분류하였다. 전단변형 모드의 모델에서는 주응력 벡터가 일정한 경사각을 이루며 인장역을 발생시킨 반면 휨변형 모델에서는 인장역의 변화는 기존의 이론식과 차이를 보였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권4호
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• pp.181-189
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• 1996

PC판넬 조립식 구조는 다양한 접합부 상세로 인하여 구조적인 거동 규명이 매우 어려우므로 패널 상호 접합부 거동에 대하여 역학적 거동을 규명하고 이를 정립하여 실용적인 설계 방안이 제시되어야 할 필요가 있다. 이 연구는 대형판 조립식 구조의 수직접합부 전단키의 적절한 형상을 제안하여 전단내력을 결정하는 식 중 일반적으로 가장 작게 계산되는 전단키의 지압내력에 관한 식을 개선하는데 연구의 목적이 있다. 전단키 지압내력에 영향을 주는 그라우트의 압축 가도, 전단키의 각도 및 지압면적 등을 변수로 총 21개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과를 분석.검토한 결과를 정리하면 그라우트의 압축 강도가 증가할 때에 지압내력은 강도 증가에 비례하여 증가하는 반면 지압면적에 대하여는 면적 증가에 비례하여 강도가 증가되지는 않았다. 또한 전단키를 이루는 각도는 지압내력에 중요한 영향을 미치며 전단키 각도가 $20^{\circ}$에 근접할 때에 최대지압내력값을 나타내었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권5호
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• pp.397-414
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• 2020

In this paper, practical predictive models for soil shear strength parameters are proposed. As cohesion and internal friction angle are of essential shear strength parameters in any geotechnical studies, we try to predict them via artificial neural network (ANN) and neuro-imperialism approaches. The proposed models was based on the result of a series of consolidated undrained triaxial tests were conducted on reinforced sandy soil. The experimental program surveys the increase in internal friction angle of sandy soil due to addition of polypropylene fibers with different lengths and percentages. According to the result of the experimental study, the most important parameters impact on internal friction angle i.e., fiber percentage, fiber length, deviator stress, and pore water pressure were selected as predictive model inputs. The inputs were used to construct several ANN and neuro-imperialism models and a series of statistical indices were calculated to evaluate the prediction accuracy of the developed models. Both simulation results and the values of computed indices confirm that the newly-proposed neuro-imperialism model performs noticeably better comparing to the proposed ANN model. While neuro-imperialism model has training and test error values of 0.068 and 0.094, respectively, ANN model give error values of 0.083 for training sets and 0.26 for testing sets. Therefore, the neuro-imperialism can provide a new applicable model to effectively predict the internal friction angle of fiber-reinforced sandy soil.

• Smart Structures and Systems
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• 제33권2호
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• pp.119-131
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• 2024

Drift angle is a significant index for diagnosing post-event structures. A common way to estimate this drift response is by using modal parameters identified under natural excitations. Although the modal parameters of shear structures cannot be identified accurately in the real environment, the identification error has little impact on the estimation when measurements from several floors are used. However, the estimation accuracy falls dramatically when there is only one accelerometer. This paper describes the susceptibility of single sensor identification to modelling error and simulations that preliminarily verified this characteristic. To make a robust evaluation from measurements of one floor of shear structures based on imprecisely identified parameters, a novel scheme is devised to approximately correct the mode shapes with respect to fictitious frequencies generated with a genetic algorithm; in particular, the scheme uses constrained minimization to take both the mathematical aspect and the realistic aspect of the mode shapes into account. The algorithm was validated by using a full-scale shear building. The differences between single-sensor and multiple-sensor estimations were analyzed. It was found that, as the number of accelerometers decreases, the error rises due to insufficient data and becomes very high when there is only one sensor. Moreover, when measurements for only one floor are available, the proposed method yields more precise and appropriate mode shapes, leading to a better estimation on the drift angle of the lower floors compared with a method designed for multiple sensors. As well, it is shown that the reduction in space complexity is offset by increasing the computation complexity.