• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.181-194
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• 2013

산사태는 토사, 거석, 유목 등 산사태 물질의 중력사면 이동현상이다. 산사태는 수리학적, 지형학적, 지반공학적 요인에 따라 다양한 흐름 및 퇴적특성을 보인다. 흐름특성은 아주 느리게 움직이는 산사태(활동, 이류 등)에서 아주 빠르게 움직이는 산사태(토석사태, 토석류 등)까지 다양하다. 이런 점에서 산사태 발생과 확산 메커니즘의 이해를 위해 전단변형률에 따른 전단강도특성에 대한 연구가 필요하다. 본 연구는 한국형 산사태에 적합한 링 전단시험장치의 개발과 활용성에 대한 것이다. 링 전단시험장치는 산사태 유형별 피해 및 영향성 평가에 사용되는 전단강도를 측정할 수 있으며, 전단속도에 따른 산사태의 유동성을 평가하기 위한 장치이다. 비배수 전단강도 측정용 링 전단시험장치는 기존에 개발된 링 전단시험기의 수정보완형으로 '포화-압밀-배수-전단' 순으로 시험조건을 자유롭게 조절할 수 있다. 링 전단상자내 흙 시료의 전단강도의 정확한 측정을 위해 미끄럼 방지, 밀폐성 및 회전성 향상 기능을 갖춘 시험장치이다. 링 전단시험장치는 모래와 자갈 시료에 대한 예비실험을 수행하였으며 기존 시험결과와 비교하여 신뢰할 만한 결과를 확인하였다. 회전속도 100 mm/sec 로 구속할 때 배수조건에 따른 일시적 액상화 현상으로 인한 강도저하 현상이 관측되며, 전단면에 따른 입자파쇄 현상이 뚜렷하게 나타났다. 마지막으로 토석류 유변학에 기초하여 링 전단시험장치를 이용한 산사태 유동성 평가기법을 제안하였다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.307-314
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• 2016

흙의 전단특성을 조사하기 위하여 다양한 전단시험장치가 사용되고 있다. 특히 흙의 무한변형에 따른 잔류전단강도(residual shear strength)를 측정하고자 할 경우 링전단시험장치가 사용된다. 본 연구는 배수, 압밀 및 전단속도 제어가 가능한 비배수전단강도 측정용 링전단시험장치를 사용하여 전단동안 발생하는 누수현상(water leakage)이 전단특성에 미치는 영향성에 대하여 조사하였다. 실험은 비배수조건에서 동일한 수직응력(50 kPa)을 재하하고 전단속도(0.01, 0.1, 1 mm/sec)를 3단계로 구분하여 적용하였다. 실험결과에 따르면, 동일한 수직응력에서 비배수전단강도는 전단속도에 의존하는 것으로 나타났다. 하지만, 상대적으로 낮은 전단속도(V = 0.01 mm/sec)에서는 변형률 경화 거동(strain hardening behavior)을 보였고 상대적으로 높은 전단속도(V ≥ 0.1 mm/sec)에서는 변형률 연화 거동(strain softening behavior)을 보였다. 시험기 성능평가를 통하여 누수가 발생할 경우 전단속도 크기에 관계없이 전단응력은 증가하는 것으로 나타났다. 누수가 크면 클수록 전단응력이 증가된다. 이러한 실험결과는 전단동안 발생하는 누수로 인한 흙 입자의 재배열과 다짐도의 증가에 따른 것으로 판단된다. 따라서 육안조사 및 반복적인 포화와 압밀과정을 통하여 실험오차를 최소화할 수 있는 작업이 필요하다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.39-52
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• 2013

본 연구는 포화-압밀-전단 제어형 링전단시험장치를 이용하여 (i) 전단시간에 따른 전단응력 특성, (ii) 구속압과 전단속도에 따른 전단특성 및 (iii) 전단속도에 따른 전단응력 특성에 대한 연구를 수행하였다. 이질 재료간의 전단특성을 살펴보고자 낙동강 모래와 해안 점토를 사용하였다. 본 연구에서는 모래와 모래, 점토와 점토, 모래와 점토끼리의 전단특성을 살펴보고자 비배수 조건에서 특정 구속압(50과 100kPa)에 대한 실험을 1차적으로 수행하였다. 모든 실험은 특정 구속압에 대해 300sec 동안 자동 압밀조건을 거친 후 전단실험을 수행하였다. 2차 실험으로 세 시료에 대한 수직응력 변화에 따른 전단응력 특성을 살펴보고자 수직응력을 20~150kPa까지 단계별로 높여가며 실험을 수행하였다. 마지막으로 특정 구속압에 대해 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 100mm/sec까지 5 단계로 나누어 실험을 수행하였다. 이질재료 간의 전단응력은 특정 구속압 하에서 모래-점토의 전단응력(최대전단응력과 잔류전단응력)은 모래-모래보다는 작고, 점토-점토보다는 약간 큰 것으로 나타났다. 전단응력은 구속압과 전단속도에 의해 전단면에서 발생하는 입자 파쇄와 젖음현상에 의존하는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권4호
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• pp.275-282
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• 2021

Failure mechanism which can affect geotechnical infrastructures (shallow foundations, retaining walls, and piles) constitutes one of the most encountered problems during the design process. In this respect, the shear behavior of interfaces between grained soils and solid building materials, as well as those between cohesive soils should be investigated. Therefore, a range of ring shear tests with different cohesive soils and stainless-steel interfaces have been carried out through the Bromhead apparatus that allows simulating large displacements along a failure surface. The effects of steel rings roughness and soil type on the residual friction coefficient and the shear zone features (structure, thickness, and texture orientation angle) have been investigated using the Scanning Electron Microscopy. The obtained results indicate that the residual friction coefficient and the structural characteristics of the shear zone vary according to the surface roughness and the soil type. Scanning electron microscopy reveals that the particles inside the shear zone tend to be re-oriented. Also, the shear failure mechanism can be identified along with the interface, within the soil, or simultaneously at the interface and within the soil specimen.

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.62-68
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• 1997

본 연구에서는 접초피로에 있어서 균열의 발생, 진전 등의 관찰을 위해, 균열의 발생, 진전 등이 2차원적으로 되어 시험편측면에서 관찰이 가능한 평판 ring형 시험편을 이용하여 반복수 증대에 따른 균열의 발생, 진전과정을 조사하였다. 그 결과 pitting, flaking형 파손의 초기손상은 접촉면하의 내부에 생기는 접촉면에 평행방향의 균열에 의해 일어나며, 이 균열은 그 방향 밀 파면형태에 의해 접촉응력이 접촉면에 평행방향의 전단응력성분에 의한 모드 ll 피로진전과의 차는 중첩부하된 압축응력의 유무라고 생각되며, 이 가저에 근거로 하여 재료고유의 모드 ll 피로균열진전특성을 구할 수 있는 장치를 개발하였다. 이 장치를 이용하여 알루미륨합금 및 공구강에 대한 da/dN-${\Delta}k$ ll 관계의 시험결과를 얻었다.