• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.384-395
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• 2016

절리면의 전단거동 특성을 알아보기 위하여 암석종류와 거칠기가 서로 다른 110개의 자연 암석 절리면 시료에 대하여 거칠기 측정시험과 다단계전단시험을 실시하였다. 시험 암석은 석영반암, 석영안산암, 화강암, 편마암의 4가지 종류이고, 절리면은 JRC값에 따라 3가지 그룹으로 분류하였다. 거칠기 측정시험을 통해 절리면의 거칠기 파라미터를 분석하였으며, 다단계전단시험을 통해 암석종류, 절리면 거칠기, 수직응력의 변화가 각종 전단특성에 미치는 영향을 알아보았다. 절리면의 거칠기와 수직응력이 커질수록 최대전단강도와 전단강성은 증가하였고, 거칠기가 작고 수직응력이 커질수록 팽창각은 감소하였다. 절리면의 전단특성은 암석종류와 거의 무관한 것으로 나타나 모암의 강도보다는 거칠기와 수직응력에 더 큰 영향을 받았다. 또한 동일 암석 절리면에 대한 다단계시험과 직접전단시험의 결과를 비교분석함으로써 두 시험법의 특징을 고찰하였으며, 다단계시험으로 구한 팽창각은 시험 전반부의 낮은 수직응력수준에서 얻은 값만 유효한 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제9권1호
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• pp.69-82
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• 1999

시멘트 모르타르를 이용하여 제작한 압축강도 및 거칠기가 다른 25 종류의 인공절리 모델에 대하여 절리면 전단시험을 실시하였다. 절리면 전단시험은 통상적으로 시행되는 다단계 시험과 ISRM에서 제안된 시험을 사용하였으며, 두 시험간의 마찰각 차이, 다단계 시험의 유용성, 측정된 결과에 대한 경험식과의 비교 연구를 시행하였다. 다단계 시험에서 측정된 마찰각은 ISRM 시험에서 측정된 마찰각보다 약 $6.4^{\circ}$ 낮은 값을 보이며, 시험편의 압축강도와 거칠기가 변화하여도 두 시험에서 측정된 마찰각의 차이는 일정한 값을 보여 다단계 시험은 유용한 것으로 판단된다. 절리면에 가해진 수직응력에 대한 전단응력의 관계를 나타내는 여러 가지 경험식과 본 연구에서 측정된 결과를 비교한 결과 ISRM 시험에 의해 결과는 Patton의 경험식과 유사하고, 다단계 시험에 의한 결과는 Barton의 경험식과 유사한 결과를 보인다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.292-304
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• 2019

완만한 거칠기를 갖는 석회암 자연절리면에 대하여 KSRM 표준시험법에 의거한 개별적 직접전단시험과 수직응력을 단계별로 조절하는 다단계 직접전단시험을 실시하였다. 각 시험을 통해 전단시험 전후의 절리면 거칠기 변화를 알아보았고, 두 가지 시험에서 얻은 전단특성 값의 차이를 분석하였다. 두 가지 시험에서 모두 절리면의 거칠기가 클수록 전단저항은 증가하였으며, 수직응력이 증가할수록 절리면의 전단에 필요한 최대전단응력 값은 증가하였다. 다단계 직접전단시험으로 구한 최대마찰각은 개별적 직접 전단시험으로 구한 것의 63% 수준에 불과하였다. 다단계시험은 절리면 요철부의 초기 맞물림이 단계적인 전단과정에 따라 시험 중 수시로 변화되어 원래의 거칠기가 변형되기 때문에 암석 절리면의 마찰각을 구할 때는 개별적 직접전단시험이 더 유효한 방법으로 판단된다. JRC값 4~8의 완만한 거칠기를 갖는 석회암 절리면의 물성값은 최대마찰각 $47^{\circ}$, 잔류마찰각 $38^{\circ}$, 점착력 37 kPa으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.203-211
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• 2013

법선응력 수준과 초기 절리면 거칠기를 고려하여 절리면의 전단거동 특성을 고찰하였다. 절리면 전단강도는 순차적으로 법선응력을 증가시키는 다단계 전단시험을 수행하여 측정하였다. 일정한 법선응력 구간에서의 다단계 전단시험을 반복적으로 수행하여 전단파괴 기준선을 산출하였으며, 기준선의 순차적인 변화양상을 고찰하여 전단강도정수인 점착력과 마찰각의 2가지 변화 형태를 도출하였다: type 1 - 점착력 감소 및 마찰각 감소, type 2 - 점착력 감소 및 마찰각 증가. 편마암, 화강암 및 셰일의 3가지 암종별 전단강도정수 변화양상을 고찰하였으며, 순차적 전단거동 과정에서 절리면의 초기 거칠기가 전단강도 변화에 미치는 영향도 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제23권5호
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• pp.401-412
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• 2013

전단거동에 의한 절리면의 거칠기 변화가 전단강도에 미치는 영향을 조사하기 위하여 절리면 강도가 상이한 편마암, 화강암 및 셰일 시료를 이용하여 순차적 다단계 전단시험을 수행하였다. 시험단계별로 절리면 프로파일의 고도를 측정하여 거칠기 계수를 산정하고 미세 거칠기 빈도 변화를 조사하였다. 거칠기 감쇠에 대한 최적의 거칠기 계수를 산정하여 반복된 전단거동에 의한 순차적 거칠기 감쇠특성을 고찰하였다. 전단강도식을 산정하여 점착력과 마찰각의 차별적 변화양상을 도출하였으며, 표면 거칠기의 마모, 파쇄 및 재형성에 의한 미세 거칠기 빈도변화를 조사하여 강도계수 변화의 원인적 요인을 분석하였다. 또한, 미세 거칠기 변화양상이 전단강도에 미치는 영향을 절리면 강도를 고려하여 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제21권3호
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• pp.181-191
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• 2011

단층대, 파쇄대 또는 풍화대가 발달한 암반은 실내시험을 위한 시료 성형이 어렵다. 기존에 현장에서 수행된 직접전단시험은 갱도 내벽의 수직반력을 이용하여 수행되었다. 이 연구에서 개발된 현장직접전단시험기는 터널내부 또는 노천의 현장상태 암반에서 시험을 수행할 수 있다. 현장직접전단시험기의 주요 구성은 전단하중 반력판 및 하중전달판, 유압실린더 시스템, 로드셀, 다단계 전단상자, 전단상자 고정장치, 수직하중 반력판 및 하중전달판, 마찰저항 감소용 롤러 등이다. 공시체는 각주형의 블록으로 최대 크기는 $400{\times}400{\times}460$ mm이며 현장에서 형성하는 방법 및 절차가 제시되었다. 개발된 시험기의 현장적용성 평가를 위하여 연구지역에 대한 지질공학적 조사 분석 연구를 통하여 성능시험을 위한 공시체 형성에 적합한 위치가 선정되었다. 현장적용 결과 개발된 현장용 시험기는 암석의 강도 및 변형과 관련하여 필요한 대부분의 정보를 제공할 수 있는 성능을 확보하였음을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제3권1호
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• pp.1-20
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• 1993

본 연구에서는 절리면에서의 전단거동 특성을 규명하기 위해 총 37개의 편마암종 코아 시편들을 대상으로 Portable Direct Shear Box를 이용하여 실내 직접전단시험을 수행하였다. 시편들에 가해진 최대 수직응력의 범위는 $5.60~25.67kg/\textrm{cm}^2$이었으며, 전단하중을 점진적으로 가중시키는 다단계 전단시험법에 준하여 실험하였다. 이러한 방법에 의한 실험결과들을 분석하여 절리면의 전단강도에 관한 경험식들을 제시하였으며, 전단거동에 영향을 미치는 역학적 파라미터들을 도출하여 상호 비교 분석하였다. 절리조도계수에 따른 전단강성의 변화는 수직응력이 증가함에 따라 시편의 절리조도계수가 클수록 전단강성의 값도 급증하는 경향을 보이며, 본 실험에 적용한 최대 수직응력 하에서 구한 평균 할선 전단강성은 약 $110.68kg/\textrm{cm}^3$였다. 또한 수직응력이 증가함에 따라 시편의 깅이와 전단강성 사이에는 크기효과(size effect)에 의한 반비례 관계를 나타내어, 동일한 절리조도계수를 지닌 시편일지라도 길이가 긴 시편의 경우에 전단강성이 감소함을 알 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권3호
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• pp.159-168
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• 2012

본 연구에서는 해성 점성토에 대하여 반복 삼축시험을 실시하고 응력-변형률 관계 및 유효응력경로 특성 분석을 통해 동적 변형 및 강도 특성을 조사하였다. 시험에 사용된 시료는 일본 도쿠시마현의 코마츠시마 항 인근에서 채취된 점성토이며, 반복 삼축시험으로 동적 비배수 삼축시험, 동적 비배수 삼축시험 후 동적 삼축변형시험, 다단계 동적 비배수 삼축시험, 동적 삼축 변형시험 등 4종류의 시험을 수행하고, 시험 주파수로서 0.1 및 0.01 Hz을 적용하였다. 본 연구 결과 0.01 Hz로 수행된 동적 삼축시험 결과는 0.1 Hz로 수행된 삼축시험 결과보다 평균유효응력의 감소량이 크며, 반복 하중은 해성 점성토의 구조적 약화를 초래하고 초기 거동시 발생하는 간극수압과 밀접하게 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한 미소변형률 영역에서 등가 탄성계수는 시험 횟수가 증가함에 따라 점차 감소하며, 감쇠비는 점차 증가하는 것으로 보아 변형계수는 반복 하중으로 인한 전단변형률의 축척에 따른 변형률 의존 거동에 관련하는 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.69-75
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• 2014

불포화토의 전단특성 평가는 제방구조물의 안정성과 투수특성 평가에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 국내 낙동강 유역에서 제방 제체재료로 사용되는 모래, 점토에 대한 불포화 전단특성을 평가하기 위해 불포화 삼축시험을 수행하였다. 모관흡수력에 따른 불포화강도변화를 살펴보기 위해 다단계실험방법을 적용하였으며, 그 결과를 바탕으로 비선형성을 고려한 겉보기 점착력($C_{max}$)에 맞추어 비교 분석하였다. 또한 실험결과를 바탕으로 선형적인 강도를 나타내는 Mohr-Columb 파괴강도를 활용할 수 있는 평균적인 ${\varphi}^b$ 값을 산출하였다.