• 한국지반공학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.35-41
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• 2000

Residual stress is defined as a minimum stress with a large displacement of specimens and the residual stress after peak shear stress appears with displacement volume but there is no provision to select the residual stress. In the previous study, residual stress was recorded when the change of shear load is small in the condition of the strain more than 15%. But, in this study, hyperbolic function((No Abstract.see full/text), b=experimental constant) of soil test is adapted to joint of rock and the propriety is investigated. In a landslide and landsliding of artificial slope, wedge failure of tunnel with a large displacement, tests are simulated from peak stress to residual stress for safety analysis. But now. direct shear stress and triaxial compressive tests are usually performed to find out characteristics of shear stress about joint. Although these tests get a small displacement, that data of peak stress and residual stress are used for safety analysis. In this study, we tried to determine failure criteria for joints of rock using ring shear test machine. The residual stress following shear behavior was determined by the result of ring shear test and direct shear test. In conclusion, after comparing the results of the two test, we found that cohesion(c) and internal friction angle(ø) of ring shear test are 30% and 22% respectively of those of the direct shear test.

• Geomechanics and Engineering
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• 제34권2호
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• pp.197-208
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• 2023

Rate-dependent mechanical response of sand, subjected to loading of medium to high strain rate range, is of interest for several civilian and military applications. Such rate-dependent response can vary significantly based on the initial density state of the sand, applied confining pressure, considered strain rate range, drainage condition and sand morphology. A numerical study has been carried out employing a recently proposed visco-plastic constitutive model to explore the rate-dependent mechanical behaviour of Toyoura sand under drained triaxial loading condition. The model parameters have been calibrated using the experimental data on Toyoura sand available in published literature. Under strain rates higher than a reference strain rate, the simulation results are found to be in good agreement with the experimentally observed characteristic shearing behaviour of sand, which includes increased shear strength, pronounced post-peak softening and suppressed compression. The rate-dependent response, subjected to intermediate strain rate range, has further been assessed in terms of enhancement of peak shear strength and peak friction angle over varying initial density and confining pressure. The simulation results indicate that the rate-induced strength increase is highest for the dense state and such strength enhancements remain nearly independent of the applied confinement level.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제17권3호
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• pp.203-215
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• 2007

암반의 역학적 변형거동과 안정성은 불연속면의 역학적 특성에 크게 좌우되기 때문에 터널이나 암반구조물의 안정성 해석 및 설계를 위해서는 반드시 암반 불연속면의 역학적 성질을 규명할 필요가 있다. 지하암반 절리면의 실제 거동을 실내에서 정확히 모사하기 위해 본 연구에서는 일련의 일정 수직강성 조건하 직접 전단시험을 수행하여 초기 수직응력, 전단속도 그리고 절리면의 거칠기가 거친 화강암 절리면의 전단거동특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 일정 수직강성 조건에서 거친 암석절리에 대한 시험 결과 전단거동은 일반적으로 1차 정점 전단응력에서의 전단응력 감소 정도에 따라 크게 두 가지 형태의 전단거동을 보이는 것으로 구분되었다. 초기 수직응력이 증가함에 따라 정점 전단변위와 1차 정점 전단응력은 증가하지만 마찰각과 정점 마찰계수의 경우 감소하는 것으로 나타났으며, 전단강성과 평균마찰계수의 경우는 초기 수직응력에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 거친 절리에 대한 전단속도의 영향은 초기 수직응력이 낮은 경우 일부 전단변수들에서 약간 관찰되었으나 수직응력이 증가함에 따라 대부분의 전단시험 결과변수들에서 전단속도의 영향은 미미하였다. 거칠기에 따른 전단거동의 변화를 분석하였으나 명확한 관련성이 나타나는 경우보다 시료간의 편차가 심한 경우가 많았다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.90-96
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• 2008

Engineered mixtures composed of rigid sand particles and soft rubber particles are tested to investigate their behavior with strain level. Mixtures are prepared with different volumetric sand fractions (sf) to identify response using small strain resonant column, intermediate strain oedometer, and large strain direct shear tests. The small strain shear modulus and damping ratio are determined with volumetric sand fractions. The asymmetric frequency response curve increases with decreasing sand fraction. Linear responses of shear strain and damping ratio with shear strain are observed at the mixture of sf=0.2. Vertical strain increases with decreasing sand fraction. Mixtures with $04.{\leq}sf{\leq}0.6$ show the transitional stress-deformation behavior from rubber-like to sand-like behavior. The friction angle increases with the sand fraction and no apparent peak strength is observed in mixture without sf=1.0.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권5호
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• pp.809-823
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• 2017

This paper describes lab test results of artificial rock-like material samples having a plane joint. Cyclic shear tests were performed under different normal loads and different shear displacement amplitudes. For this purpose, multi-stage normal loading tests (30 kN, 60 kN, 90 kN, 180 kN, 360 kN and 480 kN) with cyclic excitation at frequency of 1.0 Hz and different shear displacement amplitudes (0.5 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 4.0 mm, 5.0 mm, and 8.0 mm) were conducted using the big shear box device GS-1000. Experimental results show, that shear forces increase with the increase of normal forces and quasi-static friction coefficient is larger than dynamic one. With the increase of normal loads, approaching the peak value of shear forces needs larger shear displacements. During each cycle the normal displacements increase and decrease (rotational behavior in every cycle). Peak angle of inclination increases with the increase of normal load. A phase shift between maximum shear displacement and maximum shear force is observed. The corresponding time shift decreases with increasing normal load and increases with increasing shear displacement amplitudes.

• Geomechanics and Engineering
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• 제12권6호
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• pp.983-1001
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• 2017

The extent by which economy and safety concerns can be addressed in earth retaining structure design depends on the accuracy of the assumed failure surface. Accordingly, this study attempts to investigate and quantify mechanical backfill properties that control failure surface geometry of cohesionless backfills at the active state for translational mode of wall movements. For this purpose, a small scale 1 g physical model study was conducted. The experimental setup simulated the conditions of a backfill behind a laterally translating vertical retaining wall in plane strain conditions. To monitor the influence of dilative behavior on failure surface geometry, model tests were conducted on backfills with different densities corresponding to different dilation angles. Failure surface geometries were identified using particle image velocimetry (PIV) method. Friction and dilation angles of the backfill are calculated as functions of failure stress state and relative density of the backfill using a well-known empirical equation, making it possible to quantify the influence of dilation angle on failure surface geometry. As a result, an empirical equation is proposed to predict active failure surface geometry for cohesionless backfills based on peak dilatancy angle. It is shown that the failure surface geometries calculated using the proposed equation are in good agreement with the identified failure surfaces.

• 한국지반공학회논문집
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• 제33권12호
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• pp.35-44
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• 2017

노후화된 콘크리트 포장 및 건물 철거 시 많은 양의 폐콘크리트가 발생하고 있다. 본 연구에서는 폐콘크리트를 파쇄 처리하여 생산된 순환골재가 다시 인근 도로 현장의 노체 또는 노상 재료로 사용될 경우, 다짐으로 인한 파쇄정도와 입도 변화가 공학적 특성(투수계수 및 전단강도)에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 현장에서 수거된 순환골재의 크기를 3 종류(31.5-45.0mm, 19.0-31.5mm, 9.5-19.0mm)로 나눈 다음, 이를 일정한 비율로 혼합한 총 7 종류의 시료를 대상으로 수정 B 및 D 다짐시험을 실시하였다. 다짐으로 파쇄된 순환골재에 대한 체분석을 실시하여 다짐 에너지와 골재 크기에 따른 파쇄 정도를 4 종류의 파쇄지수($B_{15}$, $C_c$, $B_{10}$, $B_r$)로 계산하였다. 다짐에너지에 따른 파쇄지수는 지수에 따라 D 다짐의 경우가 2.0-8.0배 정도 더 높은 파쇄성을 보였으며, 가장 큰 골재의 파쇄성이 가장 작은 골재에 비해 1.4-3.0배 정도 더 높았다. 한편, 5.6-9.5mm 사이 순환골재를 분쇄하여 파쇄지수 중 $B_{15}$에 따라 1, 3, 10, 20, 30, 50, 60, 70이 되도록 입도 조정한 시료에 대해 투수시험과 직접전단시험을 실시하였다. 파쇄지수($B_{15}$)가 증가함에 따라 투수계수는 계속 감소하였으며, 파쇄지수가 50일 경우 1/22까지 감소하였다. 한편, 순환골재의 마찰각은 파쇄지수가 1에서 50까지 증가함에 따라 $46.1^{\circ}$에서 $54.5^{\circ}$까지 증가하다가 60 이후는 다시 감소하는 경향을 보였다.

• 한국안전학회지
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• 제9권4호
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• pp.103-111
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• 1994

Recently, rock slope in large scale is often accompanied with the construction of mountain roads and power plants. Rock in nature has a number of discontinuities such as bedding plane, joints, fracture zones and others. In order to improve rock slope stability, it is necessary to research shear properties of rock joint. In this paper shear properties of rock joint were studied by tilting test. Relations between properties of roughness and shear behavior of rock joint are investigated experimentally. The roughness are examined by compared with shear strength. Consequently, it becomes clear that the engineering properties and failure state modes of slope is different by JRC, and the peak friction angle is different by percent of filling.

• Geomechanics and Engineering
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• 제1권2호
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• pp.113-120
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• 2009

The results of FLAC3D-based numerical evaluation of the bearing capacity shape factor $s_{\gamma}$ are presented for square and rectangular footings on granular soils. The results confirm a peculiar effect found earlier by Zhu and Michalowski (2005), where for large values of internal friction angle, $s_{\gamma}$ exhibits a peak at some aspect ratio of the footing, and then decreases towards unity at large aspect ratios. The Zhu and Michalowski's results were derived using the finite element program ABAQUS, and the results presented in this note corroborate their earlier findings.