• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.51-62
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• 2015

직접전단시험은 전단상자의 경계조건에 따라 흙의 전단거동이 달라지는 것으로 알려져있다. 본 연구의 목적은 Type-A 형태의 기존 직접전단시험기의 문제점에 대해 분석하고 Type-C 형태의 직접전단시험기의 개발을 통해 신뢰성 높은 직접전단결과를 도출하는데 있다. 기존 직전단시험기와 새로 개발된 직접전단시험기를 사용하여 상대밀도가 60%로 조성된 모래시료에 대해 초기 구속응력 50kPa, 100kPa, 200kPa, 300kPa, 400kPa에서 0.5mm/min의 일정한 전단속도로 직접전단시험을 수행하였다. 일정수직하중 조건에서 수행된 Type-A의 직접전단시험기와 Type-C 시험기의 결과를 비교하여 새로 개발된 시험기의 신뢰성을 평가하였다. 또한 새로 개발된 시험기를 사용하여 일정 수직하중 조건과 정압조건의 두 가지 구속조건에 대한 직접전단시험을 수행하여 그 결과를 비교, 분석하였다. 실험결과, Type-A의 직접전단시험기에서는 하중재하판과 상부 전단상자가 기울거나, 흙의 체적변화로부터 발생되는 시료와 전단상자 내부 벽면간의 마찰이 전단면에 작용하는 응력에 영향을 끼치게 되는 문제가 발생하였다. Type-A의 직접전단시험기에서는 전단상자 형태와 경계조건에 따라 전단강도가 과대 혹은 과소평가 되었다. Type-C의 직접전단시험기에서는 구속조건에 상관없이 일관성있는 실험결과를 나타내었다. 본 연구는 Type-C의 형태로 개발된 직접전단시험기를 통해 Type-A 직접전단시험법의 문제점을 해결하고 신뢰성있는 결과를 도출할 수 있음을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.25-34
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• 2009

댐이나 항만 건설시 재료로 사용되는 조립재는 입자크기가 일반 토사에 비해 매우 크기 때문에 이러한 재료에 대해서 전단시험을 수행할 때에는 가급적 대형 전단시험장치를 사용하는 것이 보다 정확한 결과를 얻기 위해 바람직하다. 대형 전단시험장치로는 일반적으로 대형 직접전단시험장치와 대형 삼축압축시험장치가 있으나 일반 토질시험장치와 비교해 제작과 보급, 운영 등의 어려움 때문에 현재까지 국내에서 두 시험장치를 사용하여 시험을 수행한 실적은 많지 않은 편이다. 본 연구에서는 댐 축조재로 사용되는 입경이 큰 조립재료를 대상으로 시료의 평균 입자크기와 공시체 크기, 연직응력(구속압) 조건 등에 차이가 있는 총 6개 case에 대해서 대형 직접전단시험과 대형 삼축압축시험을 수행하고 두 시험간 전단강도 특성의 차이를 비교하였다. Mohr-Coulomb 강도규준에 의한 전단강도를 기준으로, 대형 직접전단시험을 통해 산정된 전단강도가 대형 삼축압축시험을 통해 산정된 전단강도보다 전체적으로 크게 나타났으며 또한, 1,000kPa 수직응력에 대해 두 시험간 산정된 전단강도를 비교한 결과 대형 직접전단시험에 의한 전단강도가 대형 삼축압축시험에 의한 전단강도보다 약 10~70% 크게 나타나 입경이 작은 일반 토사와 비교해 그 차이가 크고, 대형 직접전단시험결과의 분산도가 상대적으로 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.137-144
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• 2005

직접전단시험은 측방변위 구속형의 일면·단순전단시험과 측방변위 비구속형의 비들림 전단시험으로 대별된다. 현재까지도 가장 많이 사용되고 있는 직접전단시험은 시험기 및 시험방법과 결과의 해석 등에 몇 가지의 문제점이 있었으며, 특히 사질토에서는 강도가 과대하게 평가되는 등의 지적이 있었다. 또한 시험기구상의 제약으로부터 전단과정 중 진행성 파괴를 일으키는 점, 공시체내의 전단변형량과 전단응력이 일정하지 않기 때문에 전단변형량을 정의할 수 없는 점 등이 있다. 한편 단순전단시험은 직접전단시험의 장점을 그대로 가지면서, 공시체에 일정한 전단변형을 전달할 수 있기 때문에 전단에 대한 응력-변형량 관계를 얻을 수 있는 이상적인 시험법이라고 할 수 있다. 그러나 단순전단시험은 그 구조상, 시험기제작이 어려운 점 등 아직도 실용적인 시험기의 완성에는 도달하지 못하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 간이 전단시험방법 및 시험기의 문제점을 개선한 개량형 일면전단 시험기의 제작과 일본 지반공학회 토질시험법의 기준화과정에서 얻은 시험결과를 바탕으로 시험기의 개요와 시험법의 개선, 정압조건의 시험결과에 대해 서술하였다.

• 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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• 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.

• 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.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.131-136
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• 2006

일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제20권5호
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• pp.58-65
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• 2004

일반적으로 토압, 사면안정, 기초의 지지력 계산 등에 이용하는 강도정수를 결정하기 위한 시험법으로는 일축$.$삼축시험과 직접전단시험이 많이 이용되고 있다. 일축$.$삼축시험은 흙 공시체를 축방향으로 압축 또는 신장 파괴시켜서 압축강도를 구하는 것으로, 활동면의 응력을 Mohr-Coulomb의 파괴 기준으로부터 간접적으로 구하기 때문에 간접전단시험으로 불리고 있다. 특히. 삼축시험은 공시체의 주응력 상태가 명확하기 때문에 연구$.$실용면에서 폭넓게 이용되고 있다. (중략)

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.125-139
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• 1999

풍화잔적토는 불교란 시료를 채취하기가 곤란하기 때문에 전단강도를 산정하는데 있어서 어려움을 겪고 있다 본 연구에서는 직접 전단시험용 불교란 시료를 용이하게 채취하기 위해서 슈 장착 직접 전단상자를 개발하였으며, 성공적으로 불교란 시료를 채취할 수 있었다. 채취된 분교란 시료의 직접 전단시험을 통해서 포화조건에 따른 전단강도의 변화를 규명하였다. 그리고 교란에 따른 풍화잔적토의 전단거동을 규명하기 위해서 정적시료 성형장치를 제작하였고, 자연함수비 상태에서는 교란에 따른 강도저하가 나타나지만, 수침시에는 강도가 유사함을 확인하였다. 불교란 시료에 대해서 직접전단시험과 삼축압축시험시의 강도를 비교한 결과, 직접 전단시험시 수침시료의 강도가 삼축압축시험의 결과와 유사한 경향을 나타내었다. 그리고 대상 붕괴사면에 대한 역해석을 수행한 결과, 슈 장착 직접 전단상자를 이용하면 풍화잔적토 사면에서의 전단강도 산정이 가능하리라고 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.551-558
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• 2020

기존 시험법은 암석시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적의 변화를 고려해야 한다고 명시하고 있다. 본 기술보고는 암석코어 시편의 절리면 직접전단시험시 겉보기 면적 계산방법을 제시하였다. 암석코어 시편의 초기 절리면을 타원으로 가정하고, 타원의 중첩면적 감소를 계산하는 수식을 정리하였다. 전단변위와 겉보기 면적을 정규화하면 타원형상에 관계없이 일정한 변화 비율을 가지는 것을 확인하였다. 암석코어 시편 전단시험을 위한 정규화 실험상수를 제안하여 일반화된 계산방법을 제안하였다. 그 방법을 실제 전단시험의 데이터에 적용하여 결과 변화값을 확인하고, 정확도에 대해 간략히 토의하였다.