• Title/Summary/Keyword: 전단과정

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Shear Deformation and Failure Characteristics of Rock-Concrete Discontinuities (암석-콘크리트 불연속면의 전단변형 및 파괴특성에 관한 연구)

  • 홍창우;전석원;황대진;최해문;박의섭
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2001.03a
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    • pp.57-64
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    • 2001
  • 암석-콘크리트 불연속면의 전단변형 및 파괴특성을 규명하기 위해 상부 재료를 콘크리트로, 하부 재료를 암석으로 하는 규칙.불규칙 톱니형 시료와 인공 절리시료를 제작하여 실험실 직접전단시험을 실시하였다. 전단과정 동안 하중과 변위 외에 미소파괴음의 계수와 에너지를 측정하여 전단과정의 단계별 특징을 규명하였고 미소파괴음 음원추적을 실시하여 불연속면에서의 거칠기 파괴부분의 변화를 고찰하였다. 또한 암석 불연속면과 암석-콘크리트 불연속면의 거동을 비교하고 거칠기의 불규칙성 증가에 따른 전단거동의 변화를 관찰하였다.

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Evaluation of the Shear Strength and Stiffness of Frozen Soil with a Low Water Content (함수비가 낮은 동결토의 전단강도 및 강성 평가)

  • Kim, Sang Yeob;Lee, Jong-Sub;Kim, Young Seok;Byun, Yong-Hoon
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.25 no.1
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    • pp.93-102
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    • 2015
  • The characteristics of frozen soils are one of most important factors for foundation design in cold region. The objective of this study is to evaluate the shear strength and stiffness of frozen soils according to the confining conditions during the freezing and shearing phase. A direct shear box is constructed for the frozen specimens and bender elements are mounted on the wall of the shear box to measure shear wave velocities. Specimens are prepared by mixing sand and silt with a silt fraction of 30% in weight and the degree of saturation of 10%, giving a relative density of 60% for all tests. The temperature of the specimens in the freezer is allowed to fall below -5℃, and then direct shear tests are performed. A series of vertical stresses are applied during the freezing and shearing phase. Shear stress, vertical displacement, and shear wave along the horizontal displacement are measured. Experimental results show that in all the tests, shear strength increases with increasing vertical stress applied during the freezing and shearing phases. The magnitude of the increase in shear strength with increasing vertical stress during shearing under fixed vertical stress in the frozen state is smaller than the magnitude of the increase in vertical stress during freezing and shearing. In addition, the change in shear wave velocities varies with the position of the bender elements. In the case of shear waves passing through the shear plane, the shear wave velocities decrease with increasing horizontal displacement. This study provides an evaluation of the properties of shear strength and stiffness of frozen soils under varied confining condition.

Shear-tendon Rupture Failure of Concrete Beams Prestressed with FRP Tendons (FRP를 사용한 프리스트레스트 콘크리트 보의 전단 텐던 파괴)

  • 박상렬
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.1
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    • pp.133-141
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    • 1998
  • FRP는 비부식성 및 고강도의 뛰어난 성질에도 불구하고 콘크리트 구조에 사용하는 데 있어서 소성의 결핍 및 낮은 전단강도와 같은 몇가지의 기술적인 단점을 가지고 있다. 특히 이 두가지 성질은 프리스트레스트 콘크리트보에 있어서 다우얼 작용이 일어나는 전단균열 단면에서와 같이 인장과 전단의 복합효과가 일어날 때 텐던의 조기 파괴를 일으키기 쉽다. 본 논문에서는 탄소 FRP연선을 사용한 프리스트레스트 콘크리트보에서의 텐던파열에 의한 전단파괴를 연구하였다. 전단시험 결과에 의하면 전단 텐던 파괴는 FRP를사용한 프리스트레스트 보에서만 일어나는 유일한 파괴형식으로 보의 전단강도를 저감시키는 것으로 확인되었다. 이러한 전단 텐던 파괴 과정을 규명하기 위하여 다우얼 시험을 실시하고 최초로 실용적인 시험장치 및 과정을 소개하였다. 다우얼 시험 결과에 의하면 FRP 연선은 인장과 전단의 상호작용에 의해 Tsai-Hill 파괴 기준에 따라 파괴되었다.

Shear Angle Variation Depending on Chip-Tool Friction in Orthogonal Cutting (二次元 切削時 칩-工具 마찰상태에 따른 剪斷角 변화)

  • 이영문;송지복
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.2
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    • pp.252-261
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    • 1988
  • Through the careful interpretation of the results of the cutting tests carried out in this study, it is found that under the cutting conditions when the internal shear of the chips take place the cutting can be treated essentially as a steady state problem. A new shear angle equation has been developed employing the conditions of force and moment equilibrium about the tool edge and the stress distribution model suggested by Zorev.The equation contains the chip-tool contact length C and stress distribution index n as important parameters.

Evaluation of the Influence of the Method of Sample Preparation on the Shearing Behavior of Sands using Elastic Waves (탄성파를 통한 시료성형방법에 따른 모래 전단거동특성 평가)

  • Yoo, Jinkwon;Park, Duhee
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.15 no.5
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    • pp.57-65
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    • 2014
  • For economic and technical reasons, it is difficult to obtain high quality undisturbed cohesionless samples, hence most researchers rely on preparing remolded and reconstituted representative samples of sandy soils. In this study, moist tamping, air pluviation, and dry deposition methods were applied to make remolded samples at similar relative densities. A series of isotropically consolidated drained tests were conducted with accompanied by measured elastic wave velocities in order to evaluate a difference between sample preparation methods and relative densities. For the elastic wave velocity measurements, piezoelectric elements were installed on the top and bottom cap of the triaxial device. The results showed that soil behavior relies on sample preparation methods, and that the trend of shear wave velocity was the same with volumetric strain behavior.

A Development of Seepage Analysis Model for Unsaturated Soil during Rainfall (강우시 불포화지반의 침투해석모형 개발)

  • Lee, Jung-Sik;Han, Heui-Soo;Jang, Jin-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.796-800
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    • 2009
  • 토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

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Combined Design Method for Shear and Torsional Moment (전단과 비틀림모멘트 설계의 조합)

  • Min, Chang-Shik
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.23 no.1
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    • pp.57-65
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    • 2011
  • Both shear and torsional moments apply shear stresses on cross-section of a member, which need to be considered in the design. But in the current Korean Building Code, the design equations for shear and torsional moments are expressed in terms of the sectional strength with different units, causing figures to be drawn separately in two axes. If the design equations are expressed in terms of stresses, then the stresses of shear and torsional moments can be added, allowing figures to be drawn in one axis for easy recognition of the design procedure and the final design results. Moreover, the current code's design equations for shear and torsional moments are considered separately with the intention of summing the area of stirrups with respect to unit length for shear moment ($A_{\upsilon}/s$) and torsional moment ($2A_t/s$). Since the size or type of vertical stirrups are predetermined in the design process, the design equations are expressed in terms of the spacing of stirrups rather than the $A_{\upsilon}/s$ and $2A_t/s$ terms, clarifying various design steps and a design process.

Graetz Problem Solutions for a Modified Power Law Fluid over a Wide Range of Shear Rate (광범위한 전단률에서 적용가능한 수정된 POWER LAW 유체에 대한 GRAETZ문제 해법)

  • T.F. irvine, Jr
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.7 no.1
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    • pp.35-41
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    • 1995
  • 층류 열전달에서 작은 Reynolds number에서의 원통내의 흐름에대한 Power law 유 체의 해법이 사용될 수가 없는 것을 낮은 전단률(Shear Rate)에서 Power Law 법칙이 적용 되지 않기 때문이다. 본 연구에서는 이문제를 새로운 구성방정식을 이용하여 높은 전단률에 서는 Power Law 법칙이 낮은 전단률에서는 Newtonian 법칙이 그 중간에서는 천이과정을 모두 포함하는 전범위의 전단률에 대해 해결하였다. 이러한 구성방정식의 기본개졈은 실험 결과와도 잘 일치하였따. 이 구성방정식을 이용하여 Graetz 문제를 해결하였고 경계조건은 일정온도와 일정열속이다. 이용하기 쉬운 전단률변수는 적용범위가 Newtonian인지 Power law 인지 아니면 중간 천이과정인지를 나타내준다.

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A Study on Improvement of Shear Test Apparatus in the Direct Shear Test Under Constant Pressure (정압(CD)조건 직접전단시험에 있어서 시험기의 개선에 관한 연구)

  • Kim Jae Young;Yang Tae Seon;Akihiko Ohshima
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.21 no.2
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    • pp.137-144
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    • 2005
  • A direct shear test is classified roughly by one side simple shear test of confining horizontal displacement type and torsional shear test of non-confining one. Direct shear test that has been widely used so far has some problems with test apparatus, testing and the analysis, and in particular that its strength value is everestimated in sandy soils. Also, progressive failure of shearing process happens from shear apparatus restriction and because the shear strain and shear stress are erratic in specimen, we can not define the shear strain value. In the meantime, a simple shear test having advantage of direct shear test is an ideal test method that can get stress-strain relation on shear because it can deliver constant shearing deformation to specimen. However, simple shear test cannot be used practically, because its structure makes tester manufacturing difficult. This paper described a on outline of test apparatus, improvement of test method, and constant pressure test results based on the obtained from improved direct shear apparatus and the standardization of JGS soil testing method.

Characteristics of Shear Strength and Elastic Waves in Artificially Frozen Specimens using Triaxial Compression Tests (삼축압축실험을 이용한 인공동결시료의 강도평가 및 탄성파 특성변화)

  • Kim, JongChan;Lee, Jong-Sub;Hong, Seung-Seo;Lee, Changho
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.24 no.1
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    • pp.111-122
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    • 2014
  • For accurate laboratory evaluations of soil deposits, it is essential that the samples are undisturbed. An artificial ground-freezing system is the one of the most effective methods for obtaining undisturbed samples from sand deposits. The objective of this study is to estimate the shear strengths and the characteristics of elastic waves of frozen-thawed and unfrozen specimens through the undrained triaxial compression test. For the experiments, Jumunjin standard sands are used to prepare frozen and unfrozen specimens with similar relative densities (60% and 80%). The water pluviation method is used to simulate the fully saturated condition under the groundwater table. When thawing the frozen specimens, the temperature is measured every minute. After the specimens are completely thawed, undrained triaxial compression tests are conducted using the same procedures as for the unfrozen specimens. During the triaxial tests (saturation, consolidation, and shear phase), compressional and shear waves are measured. The results show that the freeze-thaw process has minor effects on the peak deviatoric stress and shear strength values, and that the process does not affect the internal friction angle. The compressional wave velocity increases with increasing B-value to 1800 m/s in the saturation phase, but tends to remain constant in the process of consolidation and shearing. The shear wave velocity decreases with increasing B-value in the process of saturation, but changes velocity in accordance with the change in effective stress in the processes of consolidation and shearing. The compressional wave velocity has similar values regardless of the freeze-thaw process, but values of shear wave velocity are slighly lower in frozen-thawed specimens than in unfrozen specimens. This study is a preliminary experiment for estimating the shear strength and characteristics of elastic wave velocity in undisturbed frozen specimens that have been obtained using the artificial ground-freezing method.