• Geomechanics and Engineering
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• 제4권4호
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• pp.251-262
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• 2012

Triaxial tests are essential to estimate the shear strength properties of the soil or rock. Normally triaxial tests are carried out on samples of 38 mm diameter and 76 mm height. Granular materials, predominantly used in base/sub-base construction of pavements or in railways have size range of 60-75 mm. Determination of shear strength parameters of those materials can be made possible only through triaxial tests on large diameter samples. This paper describes a large diameter cyclic triaxial testing facility set up in the Geotechnical Engineering lab of Indian Institute of Science. This setup consists of 100 kN capacity dynamic loading frame, which facilitates testing of samples of up to 300 mm diameter and 600 mm height. The loading ram can be actuated up to a maximum frequency of 10 Hz, with maximum amplitude of 100 mm. The setup is capable of carrying out static as well as dynamic triaxial tests under isotropic, anisotropic conditions with a maximum confining pressure of 1 MPa. Working with this setup is a difficult task because of the size of the sample. In this paper, a detailed discussion on the various problems encountered during the initial testing using the equipment, the ideas and solutions adopted to solve them are presented. Pilot experiments on granular sub-base material of 53 mm down size are also presented.

• 한국철도학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.84-91
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• 2010

본 연구에서는 철도, 도로 등 대형 성토지반구조물의 주요 지반재료인 입경이 큰 조립재료에 대해 전단강도, 변형계수, 응력-변형 거동과 같은 지반공학적 설계정수를 평가 산정할 수 있는 대형삼축압축시험장비를 구축하고, 이를 활용한 도상자갈재료에 대한 정적삼축압축시험 결과를 통해 그 의미와 적용 가능성을 제시하였다. 도상자갈과 같이 지표면에 설치되어 포화 가능성이 낮고, 구속압이 작은 경우에는 진공압(vacuum)으로 구속압을 제어하는 방식이 효과적임을 확인할 수 있었다. 도상자갈 재료의 삼축압축시험 결과로부터 구속압별 전단강도, 변형계수, 입자파쇄 영향 등의 합리적인 결과와 경향을 확인하였으며, 모암의 입자강도, 구속압 등의 영향을 고려하여 전단강도 포락선을 예측할 수 있는 비선형식에 적합한 재료 상수를 산정, 적용하여 실험 결과를 근접하게 재현해낼 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권12호
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• pp.5-17
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• 2010

조립재료는 철도, 도로, 댐 등의 대형 지반구조물의 중요한 성토재료로 활용되고 있다. 따라서 이러한 조립재료에 대한 정확한 물성산정은 합리적인 설계와 시공을 위해 필수적이다. 하지만 대입경의 조립재료를 실험하기 위한 장비가 부족하여 이에 대한 연구가 매우 제한적이었다. 이에 본 연구에서는 직경 500mm, 300mm, 150mm 등의 공시체에 대한 실험이 기능한 대형삼축압축시험장비를 구축하였다. 본 장비에서는 로드셀을 삼축셀 안에 설치하고, 미소변형률 수준에서의 제어와 변위측정의 정확도를 높이기 위해 시편 중간 영역의 변형을 측정하였다. 본 장비의 동적물성실험 검증을 위해 같은 강성으로 직경 300mm와 50mm의 우레탄 5쌍을 제작하였다. 대형삼축압축시험장비를 이용해서는 직경 300mm의 대형 우레탄 시편에 대한 실험을 수행하였으며, 소형(직경 50mm) 우레탄 시편에 대한 RC/TS, 충격반향기법시험 등을 수행하였다. 시험 결과에서 본 장비의 합리적 시험 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.299-308
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• 2003

In order to investigate the dynamic deformation properties of rockfill materials in small strain level, cyclic triaxial tests were conducted using the large cyclic triaxial testing apparatus, which was developed by Water Resources Research Institute of KOWACO in 2001. Two types of rockfill materials consisting of granite and shale-sandstone were tested in this study. The test results show that G/G$\_$max/ of granite specimen decreases more than that of shale-sandstone with the increase of shear strain and the increase ratio in the maximum shear modulus G$\_$max/ of granite is bigger than the ratio of shale-sandstone.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.77-92
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• 2003

사질토에서의 한계상태정수 결정시 근본적인 물리적 과정들과 고유적 인 한계성들을 파악하기 위하여 일련의 표준삼축시험을 실시하였다. 시험결과에 의하면, 주어진 흙에 대하여 한계상태마찰각은 배수조건에 상관없이 일정한 반면에, e-log p＇공간상에서의 한계상태선은 주로 표준삼축시험에서 충분치 못하게 도달하는 변형률과 비배수시험에서의 변형률 국지화효과 때문에 배수조건에 따라 다른 결과를 보였다. 실내시험을 통하여 한계상태정수를 산정하는 최선의 방법은 균일하고 느슨하게 성형된 시료를 배수조건하에서 전단하는 것으로 나타났다. 더불어 배수시험에서 다일러턴 시효과나 변형률 국지화효과를 피할 수 있는 시험을 계획하기 위한 참고상태정수를 제시하였다.

• 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.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1233-1240
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• 2005

As the geotechnical technologies have grown, the size of civil structures has become bigger than before, thereby requiring large-scale geotechnical testing equipments which can evaluate the mechanical behavior of large size testing materials such as gravel, crushed rock and so on. These kind of large testing equipments are usually used to evaluate the mechanical characteristics of large size material which are applied in the large infra structures like dam, seashore structure, coastal landfill, soil-structure interaction and seismic response of large-scale structure. In this research, state-of-the-art information in the field of geotechnical engineering was collected and summarized for such large-scale experimental equipments as large-scale geo-centrifuge, large-scale triaxial testing machine, large-scale direct shear testing apparatus and large-scale oedometer.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권1호
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• pp.63-74
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• 2022

The deformation coordination between a rock/soil mass and an optical sensing cable is an important issue for accurate deformation monitoring. A stress-controlled triaxial apparatus was retrofitted by introducing an optical fiber into the soil specimen. High spatial resolution optical frequency domain reflectometry (OFDR) was used for monitoring the strain distribution along the axial direction of the specimen. The results were compared with those measured by a displacement meter. The strain measured by the optical sensing cable has a good linear relationship with the strain calculated by the displacement meter for different confining pressures, which indicates that distributed optical fiber sensing technology is feasible for soil deformation monitoring. The performance of deformation coordination between the sensing cable and the soil during unloading is higher than that during loading based on the strain transfer coefficients. Three hypothetical strain distributions of the triaxial specimen are proposed, based on which theoretical models of the strain transfer coefficients are established. It appears that the parabolic distribution of specimen strain should be more reasonable by comparison. Nevertheless, the strain transfer coefficients obtained by the theoretical models are higher than the measured coefficients. On this basis, a strain transfer model considering slippage at the interface of the sensing cable and the soil is discussed.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.109-122
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• 2024

Standard triaxial cells are commonly used to measure the mechanical behavior of saturated soils. However, this type of standard system is difficult to use for unsaturated soil specimens since it cannot measure the changes in the pore-air volume and pressure. This paper proposes to extend the measurement possibilities of the standard triaxial testing device in a simple way and to adapt it to partially saturated soils. The system is supplied by two hygrometers installed at each end of the cylindrical unsaturated specimen to measure local relative humidity, which allows the derivation of suction. The volumetric strain of the specimen is calculated by analyzing digital photos captured from the outside of the transparent cell wall. Specimens made of kaolin clay, having different hydraulic properties, were tested to verify the reliability of the measurements, and thus, the relevance of the proposed techniques to study the mechanical behavior of unsaturated soils.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.362-369
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• 2005

Studying unsaturated soil mechanics, determination of soil water characteristic curve and permeability equation is an essential factor but it is not easy. In this research a new testing apparatus was developed to determine soil water characteristic curve and permeability equation. The testing to get saturated permeability coefficients and soil water characteristic curves for two soils was performed by using the developed testing apparatus. First, a saturated permeability testing was performed and then the testing to get soil water characteristic curve of a drying process was performed. Next, the testing to get soil water characteristic curve of a wetting process was performed. Testing results showed hysteresis phenomena between soil water characteristic curve of a drying process and soil water characteristic curve of a wetting process. The permeability equations were determined by a theoretical method where a saturated permeability coefficient and a soil water characteristic curve were used.