• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권4호
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• pp.71-76
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• 2012

흙의 전단강도는 흙 속의 임의의 면을 따라 발생하는 파괴와 활동에 저항하는 힘으로 흙의 공학적 특성 중에 가장 중요한 요소 중의 하나이다. 전단강도는 앝은 기초나 말뚝의 지지력 해석방법과 같은 기초공학의 문제나 댐 및 절 성토 후의 사면안정, 그리고 토류 구조물의 횡토압과 같은 흙의 안정 문제 해석 등에 이용된다. 본 연구는 화강풍화토에서 점성토 성분을 제거하고 건조시킨 후, 2 00mm(10번체)와 0 85mm(20번체), 0 475mm(40번체)로 분류한 시료로 직접전단시험기를 이용하여 전단강도 변화를 파악하고자 하였으며, 또한 산호모래를 선정하여 비교 시험을 실시하였다. 따라서 본 연구는 입자의 크기에 따른 전단강도 특성을 비교한 연구에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.225-236
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• 2014

본 연구에서는 지하 저류조 설치에 따른 주변지반의 지반공학적인 특성(간극비, 전단강도)을 전단파 속도를 이용하여 예측하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 응력 단계별로 전단파 속도와 밀도 상관관계를 실험을 통해 도출하고 밀도와 전단강도 상관관계를 직접전단실험을 통해 획득하였다. 도출된 응력 단계별 전단파 속도와 밀도 상관관계 및 밀도와 전단강도 상관관계를 바탕으로 현장 전단파 속도를 이용하여 대상 지반의 깊이별 전단 강도를 산정하는 방법을 제시하였으며 제시된 기법을 이용하여 지하 저류조 구조물 적용에 따른 시공후 지반거동을 평가하였다. 제시된 방법으로 도출된 전단강도는 현장실험 결과와 유사한 값을 보이며 지반특성 분석에 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.29-38
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• 2022

마찰 방향에 따른 전단 저항의 이방성을 지반 구조물에서 선택적으로 이용할 수가 있다. 예를 들어서, 축방향으로 하중을 가하는 깊은 기초, 소일 네일링, 타이백 등은 큰 전단 저항이 유발되므로 하중 전달 능력을 증가시키지만, 이와 반대로 말뚝 관입과 흙 시료 채취 등은 최소화된 전단 저항만 유발된다. 기존 연구는 뱀 비늘의 기하학적 형상과 유사한 표면 돌출부를 갖는 플레이트와 흙 경계면에서 유발되는 전단 저항 변화를 확인하였다. 본 논문에서는 표면 돌출부의 형상에 따른 경계면 마찰각의 변화를 정량적으로 평가하였다. 수정된 직접 전단 시험기를 이용하여 상대 밀도가 40%로 조성된 모래 시료에 대해 9개의 플레이트, 2개의 전단 방향(전단 시 돌출부 높이가 증가와 감소하는 방향), 그리고 3개의 초기 수직 응력(100kPa, 200kPa, 300kPa) 조건으로 총 51가지 경우를 실험 하였다. 실험 결과, 전단 응력은 돌출부 높이가 높을수록, 돌출부 길이가 짧을수록, 돌출부 높이가 증가하는 전단 방향에서 크게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권8호
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• pp.829-837
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• 2012

벽면 난류의 항력과 밀접한 관련이 있는 유동구조를 조사하기 위해 $Re_{\tau}$ = 180, 395, 590 의 난류채널유동에 대한 직접수치모사를 수행하였다. 확률밀도함수를 조사하여 레이놀즈 전단응력에 가장 큰 기여를 하는 Q2 이벤트를 파악하였으며 Q2 이벤트의 각도의 변화가 $y^+<50$ 에서는 벽 단위로 스케일링되며, y/h > 0.5 에서는 채널의 높이로 스케일링 됨을 확인하였다. Q2 이벤트를 조건으로 하는 조건부 평균 유동장을 조사하여 레이놀즈 전단응력의 발생과 관련이 있는 유동구조는 주 유동방향의 보텍스 및 헤어핀 형상의 보텍스임을 보였다. 또한, 순간 유동장을 관찰하여 높은 레이놀즈 전단 응력의 분포가 이러한 보텍스 구조와 관련이 있으며 1.5 ~ 3h 의 크기를 갖는 대형유동구조를 구성함을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권4호
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• pp.177-198
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• 1997

화강토는 일반 퇴적토와는 달리 풍화도, 입자파쇄성등 시료의 초기상태에 따라 전단거동을 달리하는 특성을 가지므로 각 경우에 대한 응력-변형률 관계를 밝히고 전단강도의 변화특성을 조사할 필요가 있다. 이와같은 관점에서 본 연구에서는 모암조성성분 및 풍화도를 달리하는 4개지역의 화강토를 채취하여 불교란 및 교란(정적다짐)상태에서 직접전단시험과 삼축압축시험(CU, CD)을 수행하였다. 이 결과 불교란화강토의 응력-변형률거동은 구속압이 작을때는 과압밀점토의 응력경로거동처럼 경화에서 연화거동을, 교란화강토는 풍화도에 관계없이 퇴적점토와 같은 경화-일정거동을 나타내었다. 또한, 통상적인 직접전단시험에서 얻는 점착력은 특히, 불교란화강 토에서 과대평가 되는 경향이 있으며 삼축압축시험에서의 응력비(q/p')와 체적변형률증뚠비 (dv/de)의 관계는 함수비, 풍화도, 구속압력, 교란에 관계없이 하나의 식($dv/d\varepsilon,=\alpha(M-\eta))$으로 근사화시킬 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.23-32
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• 2010

흙채움 마대는 현장의 재료를 사용하여 간편하게 사면 및 제방의 복구나 보강에 사용되고 있다. 이런 흙채움 마대의 전단저항력을 증가시키기 위해 흙채움 마대 상 하면에 벨크로(Velcro)를 부착한 흙채움 마대가 개발되었으며, 벨크로를 부착한 흙채움 마대의 역학적 특성을 분석하기 위해 대형직접전단실험과 원호파괴를 가정한 실내모형실험이 수행되었다. 실제 벨크로가 부착된 마대를 이용해 사면을 설계하기 위해 흙-토목섬유 요소실험을 실시하여 강도정수를 파악하였다. 그리고 사면형성 시 벨크로와 흙채움 마대가 혼재하고 있기 때문에 정확한 파괴면을 알 수 없다. 따라서 실내모형실험을 통해 내적파괴에 대한 거동을 분석하고, 역해석을 통해 설계강도정수를 제안하였다. 흙-토목섬유의 요소실험결과, 벨크로의 부착으로 인해 흙채움 마대 상호간의 전단저항 정수인 내부마찰각과 점착력의 증가가 나타났으며, 특히 내부마찰각보다는 점착력의 뚜렷한 증가가 나타난 것으로 분석되었다. 또한, 실내모형실험 결과, 지지력이 20%이상 증가해 대형장비의 주행성 증가와 시공속도의 증대를 가져올 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.311-320
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• 2005

본 논문에서는 평판구조물의 정적 및 동적해석에 사용할 목적으로 성능이 향상된 평판유한요소를 제시하였다. 이 요소는 비적합변위형과 선택적 감차적분방법 그리고 대체전단변형률장을 복합적으로 적용하여 각각의 장점들을 포함하는 향상된 거동을 보여주고 있다. 또한 비적합변위형의 적용으로 발생되는 조각시험의 실패 문제점을 해결하기 위하여 직접수정법을 평판유한요소의 개선에 사용하였다. 대표적인 검증문제에 대한 수치해석작업을 통하여 본 연구에서 개발한 요소는 가상적인 제로에너지모드 및 전단잠김현상의 발생과 같은 문제를 나타내지 않음을 알 수 있었다. 특히 찌그러진 형상으로 모형화 한 경우에 있어서도 전단잠김현상이 발생하지 않았다. 본 연구에서 수행한 동적반응해석 시험에 있어서도 이론해와 잘 일치하는 결과를 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권4호
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• pp.328-336
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• 1999

본 연구에서는 암석절리에 대한 수리-역학적 거동이 동시에 가능한 실내시험장치로서 회전식 전단시험기를 제작 하였다. 회전식 전단시험기는 시료의 양 끝에 비틀림 모멘트를 가함으로써 전단응력을 발생시키도록 하였다. 실험결과 회전식전단시험에 의한 절리의 최대전단강도는 직접전단시험에 의한 값보다 과소평가되었다. 이는 비틀림에 의한 전단응력이 회전축의 반경에 따라 변하며 특히 회전축 중심부에서는 전단응력이 거의 작용하지 않기 때문인 것으로 판단된다. 절리에서의 유체유동은 절리 거칠기, 접촉 면적, 초기간극 등에 의해 주로 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 초기간극의 측정을 통하여 전단-유동에 대한 수리 간극과 역학적 간극사이의 관계를 알아보았다. 초기간극의 측정과 전단-유동 상호작용시험의 결과에 근거하여, 역학적 모델과 삼승법칙으로부터 계산된 역학적 간극과 수리 간극은 체적 팽창이 발생함에 따라 증가하며 이들 사이에는 좋은 선형관계가 있음을 보였다. 그러나 수리 간극과 역학적 간극사이에는 다소 차이가 발생하였는데 이는 평행 평판모델에 의해 예측된 거동으로부터 수리 간극이 벗어남을 나타낸다.

• 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.

• 한국해양공학회지
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• 제23권3호
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• pp.20-29
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• 2009

This study investigated the shear strength characteristics of waste tire powder-added lightweight soil (WTLS), which were developed to recycle dredged soil, bottom ash, and waste tires. The WTLS used in this experiment consisted of dredged soil, bottom ash, waste tire powder, and cement. Test specimens were prepared with various contents of waste tire powder ranging from 0% to 100% at 25% intervals and bottom ash contents of 0% or 100% by the weight of the dry dredged soil. In this study several series of direct shear tests were carried out, which indicated that the shear properties of WTLS were strongly influenced by the mixing conditions, such as the waste tire powder content and bottom ash content. The unit weight, as well as the shear strength of the WTLS, decreased with an increase in waste tire powder content. The shear strength of WTLS with bottom ash was 1.34 times greater than that of WTLS without bottom ash. An average increase in cohesion of 30 kPa was obtained in WTLS with the inclusion of bottom ash due to the bond strength induced from the pozzolanic reaction of the bottom ash. In this test, the maximum value of the internal friction angle was obtained with a 25% content of waste tire powder.