• 한국농공학회지
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• 제42권2호
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• pp.86-92
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• 2000

The model using homogenization technique based on energy concept for the prediction of the failure criterion of staple fiber mixed soil was developed to increase the practice and the application of staple fiber as a reinforcement for improving soft ground. Parameters of the model are aspect ratio and volumetric content of fiber, cohesion and internal friction angle of soil, adhesion intercept and interface friction angle of soil and fiber. It is considered that the model developed in this study is applicable to the soil composed of clay, silt and sand mixed by thread types of fiber such as steel bar, steel fiber, natural fiber etc.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.621-628
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• 2003

To prevent the percolation of leachate through the bottom of waste landfills, the liner system of various layers, such as compacted clay, geomembrane, geonet, geotextiles, and geocomposite is designed. Since the friction angle between a geomembrane and other geosynthetics is usually lower than that of the soil alone, the interfaces between soil and geosynthetic or geosynthetic-geosynthetic may become a possible plane of weakness, which leads to potential instability of the system under load of waste at side slopes. In this study, large triaxial tests are carried out with samples of remoulded wastes and direct shear interface friction tests are carried out to understand the frictional properties of geosynthetic-geosynthetic interfaces, which are required for analyzing the safety of side-slope liner systems.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1456-1462
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• 2008

This study conducted a direct shear test to evaluate friction properties on contact surface of waste resources including turban shell, gastropod shell and PET bottle film. The contact surface that was considered for computation of shear strength in contact surface were turban shell/turban shell, gastropod shell/gastropod shell, and PET bottle film/PET bottle film. As a result of test, friction angle was found to be $16.7^{\circ}$ for contact surface of turban shell/turban shell, $35.4^{\circ}$ for gastropod shell/gastropod shell, and about $11^{\circ}$ for PET bottle film/PET bottle film. Using the results, the author aims to provide a possibility for application of waste resource in the field.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권3호
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• pp.245-254
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• 2020

The interaction between the frozen soil and building structures deteriorates with the increasing temperature. A nuclear magnetic resonance (NMR) stratification test was conducted with respect to the unfrozen water content on the interface and a shear test was conducted on the frozen soil-structure interface to explore the shear characteristics of the frozen soil-structure interface and its failure mechanism during the thawing process. The test results showed that the unfrozen water at the interface during the thawing process can be clearly distributed in three stages, i.e., freezing, phase transition, and thawing, and that the shear strength of the interface decreases as the unfrozen water content increases. The internal friction angle and cohesive force display a change law of "as one falls, the other rises," and the minimum internal friction angle and maximum cohesive force can be observed at -1℃. In addition, the change characteristics of the interface strength parameters during the freezing process were compared, and the differences between the interface shear characteristics and failure mechanisms during the frozen soil-structure interface freezing-thawing process were discussed. The shear strength parameters of the interface was subjected to different changes during the freezing-thawing process because of the different interaction mechanisms of the molecular structures of ice and water in case of the ice-water phase transition of the test sample during the freezing-thawing process.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.293-308
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• 2012

암반 절리면과 같이 입자와 연속체 평면의 접촉면에서의 전단거동은 전체 구조물의 거동을 지배할 수 있다. 암반설계의 효율을 높이기 위해서는 입자와 연속체 평면의 접촉면 전단거동 메커니즘에 대한 기초적인 이해와 접촉면 전단강도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 연속체 평면의 표면 거칠기의 영향을 알아보기 위하여 개별요소법 수치해석 프로그램인 $PFC^{2D}$를 사용하였다. 이 때 표면 거칠기는 매끄러운 평면, 중간 거칠기 평면, 거친 평면의 세 가지로 구분하였다. 접촉면 전단시험에서 입자 형상 및 입자 파쇄의 영향을 연구하기 위하여 one ball 모델과 clump 및 cluster 모델을 형성하여 상대적으로 비교 분석하였다. 이 때 입자의 형상은 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형으로 모델링하였다. 수치해석 결과, 표면 거칠기가 클수록 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났으며, 또한 간극률이 크게 증가하였다. 표면이 매끄러운 one ball 모델보다 작은 입자들의 결합으로 이루어져 표면이 굴곡진 모델, 즉 clump 모델의 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났다. 입자의 결합이 파괴되는 모델, 즉 cluster 모델의 접촉면 전단 강도 및 마찰각이 같은 형상의 clump 모델보다 작게 나타났으며, 파괴포락선은 비선형으로 나타났다. 이러한 결과로부터 연속체 평면의 거칠기 및 입자의 형상이 입자와 평면의 접촉면 전단거동 특성에 미치는 영향을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권3호
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• pp.315-324
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• 2016

Frictional forces between soil and structural elements are of vital importance for the foundation engineering. Although numerous studies were performed about the soil-structure interaction in recent years, the approximate relations proposed in the first half of the 20th century are still used to determine the frictional forces. Throughout history, wood was often used as friction piles. Steel has started to be used in the last century. Today, alternatively these materials, FRP (fiber-reinforced polymer) piles are used extensively due to they can serve for long years under harsh environmental conditions. In this study, various ratios of low plasticity clays (CL) were added to the sand soil and compacted to standard Proctor density. Thus, soils with various internal friction angles (${\phi}$) were obtained. The skin friction angles (${\delta}$) of these soils with FRP, which is a composite material, steel (st37) and wood (pine) were determined by performing interface shear tests (IST). Based on the data obtained from the test results, a chart was proposed, which engineers can use in pile design. By means of this chart, the skin friction angles of the soils, of which only the internal friction angles are known, with FRP, steel and wood materials can be determined easily.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.781-788
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• 2009

강-콘크리트 계면의 성질을 대표하는 부착강도, 부착 및 비부착 마찰계수, 부착 및 비부착 마찰계수의 연화영역에서 잔류량의 크기, 모드 I 파괴에너지, 부착 및 비부착 모드 II 파괴에너지, 파괴포락선의 형상계수를 포함한 총 9개 계면상수의 값을 계면거동실험결과와 파괴포락선의 기하학적 형상 및 구성모델을 이용하는 민감도 해석을 통해 결정하였다. 계면의 거동이 계면의 부착상태뿐만 아니라 계면법선방향 응력의 방향과 크기에 따라 매우 민감하게 작용하므로 계면상수 값의 결정에서는 이러한 구속압의 크기와 부착 및 비부착 계면조건을 고려하였다. 강재판 사이에 콘크리트가 타설된 강-콘크리트 계면실험체의 거동해석을 위한 계면유한요소해석을 결정된 계면상수를 적용하여 수행하였으며 실험결과와의 비교를 통해 상수값의 적정성을 검토하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2006

쇄석의 전단강도와 쇄석과 부직포사이의 접촉면 전단강도를 산정하기 위해서 본 연구에서는 대형직접전단시험기를 사용하였다. 두 개의 서로 다른 쇄석의 단위중량을 한 종류의 직포와 두 종류의 부직포인 총 3가지 형태의 토목섬유에 고려하였다. 본 연구에서는 총 15번의 시험을 수행하였다. 그 결과는 쇄석의 단위중량이 각각 $1.4t/m^3$과 $1.5t/m^3$일 때 $47^{\circ}$와 $57^{\circ}$의 내부마찰각을 나타내었다. 부직포와 쇄석의 접촉면 마찰각은 쇄석의 내부마찰각에 비하여 A타입에서 $39^{\circ}$로 83%의 효율을 보였으며 B타입은 $42^{\circ}$로 89%의 효율을 나타내었다. 이와 비슷하게 직포와 쇄석의 접촉면 마찰각은 $39^{\circ}$로 83%의 효율을 나타내어 비교적 거칠기가 작은 A타입 부직포와 거의 동일한 결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.5-17
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• 2021

본 연구에서는 링전단시험 결과를 이용하여 말뚝-사질지반 사이의 전단거동을 정량화하였다. 링전단시험은 가장 일반적인 말뚝재료 - 콘크리트와 강 - 와 대표적인 사질토인 주문진표준사를 대상으로 수행하였으며, 두 재료 사이의 전단거동을 항복 이전과 잔류전단거동을 중심으로 확인하고 분석하였다. 시험결과를 통하여 다양한 상재압과 상대밀도의 영향 또한 분석하여, 그에 따른 전단거동을 각 재료 별 대표적인 마찰각으로 정량화하였다. 더 나아가, 추가적인 대변형 수치해석을 통하여 시험결과를 검증하였다. 링전단시험 및 수치해석을 수행한 결과, 사질토의 전단 중 발생하는 팽창과 수축특성에 의하여 전단거동을 크게 두 가지로 구분할 수 있었다. 1) 상대밀도가 높은 시료일수록 두 재료 간 전단응력곡선은 첨두전단응력이 관찰된 후 잔류전단응력이 발현되는 개형을 나타내었고, 반면에 2) 상대밀도가 낮은 시료일수록 두 재료 간 전단응력곡선은 첨두전단응력의 발현 없이 바로 잔류전단응력이 발현되는 이중곡선 형태를 보였다. 상재압은 소변형 범위에서는 전단거동 형태와 마찰각에 영향을 주지만, 상대밀도와 마찬가지로 대변형 하에서는 유의미한 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다. 본 연구는 리메싱을 통한 대변형 수치해석 기법을 정립하여 링전단시험과 같은 대변형 전단거동을 모사하고 예측할 수 있도록 하였을 뿐 만 아니라, 링전단시험을 통하여 도출되고 대변형 수치해석으로 검증된 말뚝 재료와 사질토 사이의 마찰각은 실제 기초 말뚝의 수치해석과 설계에 적용할 수 있도록 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제10권4호
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• pp.206-215
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• 1993

The finite element method is applied to analyze the mechanism of metal cutting, especially micro metal cutting. This paper introduces some effects, such as constitutive deformation laws of workpiece material, friction of tool-chip contact interfaces, tool rake angle and also simulate the cutting process, chip formation and geometry, tool-chip contact, reaction force of tool. Under the usual plane strain assumption, quasi-static analysis were performed with variation of tool-chip interface friction coefficients and tool rake angles. In this analysis, cutting speed, cutting depth set to 8m/sec, 0.02mm, respectively. Some cutting parameters are affected to cutting force, plastic deformation of chip, shear plane angle, chip thickness and tool-chip contact length and reaction forces on tool. Several aspects of the metal cutting process predicted by the finite element analysis provide information about tool shape design and optimal cutting conditions.