• 한국지구과학회지
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• 제25권1호
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• pp.22-31
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• 2004

Laboratory experiments were conducted in order to find effects of the intermediate principal stress of ${\sigma}_{2}$ on rock fractures and faults. Polyaxial tests were carried out under the most generalized compressive stress conditions, in which different magnitudes of the least and intermediate principal stresses ${\sigma}_{3}$ and ${\sigma}_{2}$ were maintained constant, and the maximum stress ${\sigma}_{1}$, was increased to failure. Two crystalline rocks (Westerly granite and KTB amphibolite) exhibited similar mechanical behavior, much of which is neglected in conventional triaxial compression tests in which ${\sigma}_{2}$ = ${\sigma}_{3}$. Compressive rock failure took the form of a main shear fracture, or fault, steeply dipping in ${\sigma}_{3}$ direction with its strike aligned with ${\sigma}_{2}$ direction. Rock strength rose significantly with the magnitude of ${\sigma}_{2}$, suggesting that the commonly used Mohr-type failure criteria, which ignore the ${\sigma}_{2}$ effect, predict only the lower limit of rock strength for a given ${\sigma}_{3}$ level. The true triaxial failure criterion for each of the crystalline rocks can be expressed as the octahedral shear stress at failure as a function of the mean normal stress acting on the fault plane. It is found that the onset of dilatancy increases considerably for higher ${\sigma}_{2}$. Thus, ${\sigma}_{2}$ extends the elastic range for a given ${\sigma}_{3}$ and, hence, retards the onset of the failure process. SEM inspection of the micromechanics leading to specimen failure showed a multitude of stress-induced microcracks localized on both sides of the through-going fault. Microcracks gradually align themselves with the ${\sigma}_{1}$-${\sigma}_{2}$ plane as the magnitude of ${\sigma}_{2}$ is raised.

• 지질공학
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• 제10권3호
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• pp.225-236
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• 2000

웨스터리 화강암과 베리아 사암 시료에 지하 심부에 상당하는 현장 응력을 가한 후 시추를 함으로써 시추공벽 파쇄를 발생시켰으며, 이를 통하여 현장 응력의 크기를 추정할 수 있는지 연구하였다. 실험은 삼축압축 및 시추공벽 파쇄시험 등 두 단계로 나뉘어 수행되었다. 삼축압축 시험 결과로부터 모아-쿨롱, 나다이, 그리고 모기파괴 기준을 구하였다. 각 파괴 기준을 공벽 파쇄 경계 지점에서의 응력 상태와 비교한 결과, 모아-쿨공 파괴 기준은 공벽에서의 파쇄 응력과는 전혀 일치하지 않았다. 반면, 베리아 사암에서는 나다이기준, 그리고 웨스터리 화강암에서는 모기파괴 기준과 같은 다축(혹은 진 삼축) 파괴 기준이 공벽 주변에서 파쇄를 일으키는 응력 상태와 잘 일치하였다. 적당한 파괴 기준 및 시추공벽 파쇄 크기를 이용하여 두 개의 현장 수평 주응력 중 하나가 알려졌을 경우 다른 하나를 비교적 신뢰할 수 있는 정도로 추정할 수 있다는 것이 밝혀졌다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제7권4호
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• pp.25-34
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• 1991

본 연구에서는 KS규정에 의한 CBR 값과 삼축압축시험을 이용하여 구한 탄성계수와의 관계를 구명하였다. 시료는 통일분류법에 의하여 5가지로 분류된 전국고속도로 15개 지점에서 채취한 노상 토재료를 선정하였으며 각 시료에 대하여 CBR시험과 삼축압축시첩을 병행하여 실시하였다. 압 밀 비배수 삼축압축시헙 (CU triaxial teat)을 실시하여 얻어진 응력과 변형률의 관계로부터 탄성 계수를 산정하였으며 노상에 발생되는 모든 응력상태에 적용할 수 있도록 일반화하기 위하여 삼축 압축시험시 구속음력은 3가지로 달리하여 실험하였다. 실험결과로부터 얻은 수정 CBR값과 탄성계수간의 상관관계를 회귀분석하여, 구속음력과 유효 평균주응력의 함수로 표현된 탄성계수와 수정 CBR값과의 관계식들을 제안하였다. 또한 D-2 다짐에 의하여 얻어진 최대 건조밀도와 수정 CBR값과의 상관관계식을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.161-171
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• 1993

본문은 3차원 응력 공간에서 암석이나 콘크리트등 경성기초 지반재료의 응력 - 변형율 거동에 대해 소성이론에 기초를 두고 Desai 등에 의해 제안된 구성식에 대해 기술하고 이를 증명하기 위해 3주응력을 독립적으로 제어 할 수 있는 고압력 입방체 3축실험기를 이용하여 다양한 응력 경로 실험을 한 것으로 사용재료는 콘크리트 시료를 제작 이용하였으며 그 주요한 결론으로서는 1) 경성재료의 구성모텔은 3주응력이 별도로 제어되는 3축실험을 시행함으로써 다양한 응력경로를 보다 정확히 설명할 수 있다. 이점은 경화재료 특히 암석이나 콘크리트와 같은 재료의 구성식을 설명하는데 있어서 필수적이라고 판단한다. 2) 이와같은 경성재료의 구성식은 항복과 경화거동을 유일한 함수로써 연속적으로 정의할 수 있으므로 지금까지 두개의 함수를 이용하여 표현한 두 항복면의 불연속을 제거할 수 있다. 따라서 두 함수의 교차점에서 sigulality point를 피할 수 있으므로 computer계산에 관련된 난점을 제거할 수 있다. 3) 본 콘크리트와 같은 재료의 경우도 $J_1-{\sqrt{J_{2D}}}$면, 8면체면 그리고 3축면등에서의 항복거동(그림11-그림 14)과 체적변형률(그림 15) 그리고 응력-변형률거동(그림 16-그림 18)에 대해 이론 예측치와 실험결과치가 잘 일치하고 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권1호
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• pp.17-28
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• 1988

흙의 역학적거동을 파악하기 위한 요소시험중 공시체의 주응력방향을 회전시킬 수 있는 비틀림 전단시험기의 기능에 대하여 검토하였다. 본 연구에서는 이 비틀림전단시험기가 점토시료에 사용 될 수 있게 개량제작되었다. 이 시험기를 사용하여 반죽성형된 Ko-견밀점토시료에 대한 약간의 비배수 비틀림전단시험을 실시하여 혼의 거동에 미치는 주수력축의 회전영향이 조사되었다. 우선, torque없이 비틀림전단시험기를 사용하여 얻은 흙의 역학적 거동이 통상의 축대칭삼축압 축시험에 의한 결과와 비교검토됐다. 흙의 응력일변형거동, 문극수압및 주응력비는연직하중과 torque에 의한 응력경로에 크게 영향을 받았으며 전단변형률의 증가에 따라 주응력회전각과 주응력의 상대적 크기, b(=o2-o3)/(o1-o3)) 값토 점진적으로 커져 파괴시의 값에 수렴하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.35-46
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• 1997

실제지반에 하중이 가하여 질 경우 발생되는 주응력회전시의 지반거동을 해석하기 위하여 등 방단일경화구성모델이 적용되었다. 이 모델에 의한 해석결과는 Ko압밀점토의 중공 원통형 공시체에 여러가지 응력경로를 대상으로 실시된 일련의 비틀림전단시험에 의한 시험치와 좋은 일치를 보이고 있다. 결국 주응력회전시의 지반거동은 등방압축 및 통상적인 압밀비배수 삼축압축시험으로 얻을 수 있는 간단한 정보만을 활용한 이 모델로 예측될 수 있음을 알았다. 비틀림전단시험결과와 해석결과 모두에서 등방탄소성 지반거동을 최초재하 (primary loading)단계 동안에 관찰할 수 있었다. 그러나, Ko압밀응력의 등방항복면내에서 감하나 수재하와 같은 응력 반전을 실시할 경우 최대주변형률증분 방향의 해석치는 시험치와 일치하지 않았다. 이는 응력반전시의 지반거동을 해석하기 위하여는 등방경화모델 (isotropic hardening model)보다 는 이동경화모델(kinematic hardening model)이 개발되어야함을 의미한다. 또한 본 연구에서는 일공간에서 변형률증분벡터의 시험치가 관련흐름법칙 및 비관련흐름법칙에 의한 해석법과 비교되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.107-113
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• 1990

압축성(壓縮性) 모래를 사용하여 주응력(主應力)을 각기 독립적으로 조절할 수 있는 입방체삼축시험(立方體三軸試驗)을 하였다. 그 결과 초기(初期) 변형계수(變形係數)는 b값의 증가와 더불어 증가하고 중간주응력(中間主應力)이 b값이 적을 때는 주변형율간(主變形率間)의 거동(擧動)에 영향을 미치지 못하고 배수(排水) 경우는 b=0.3, 비배수(非排水)경우는 b=0.6 값에서부터 b값이 커질수록 최대주변형율(最大主變形率)(${\varepsilon}_1$) 값이 더 적은 값에서 파괴(破壞)된다. 파괴시(破壞時) 소성변율(塑性變形率) 중분벡터의 방향은 배수조건(排水條件)에 무관하고 직교조건은 3축면(三軸面)에서는 만족되지 않으나 팔면체면(八面體面)에서는 만족되는 재료(材料)임을 알았다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.185-194
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• 2004

콘크리트의 크리프에 관한 기존의 연구결과들은 대부분 1축응력이 가해지는 경우에 대한 것으로 콘크리트 구조물 또는 부재가 다축응력 상태에 놓이는 경우에 적용하기가 어려운 점이 있다. 따라서 다축응력 상태의 콘크리트 크리프 특성에 관한 연구가 필요하다. 이 연구에서 다축응력 상태에 놓인 콘크리트의 크리프 특성을 실험을 통해 파악하였다. 세 가지 서로 다른강도를 갖는 배합의 콘크리트에 대해 각각 9개의 실험체를 제작하였으며, 1축, 2축, 3축 응력 상태에서 크리프 실험을 실시하였다. 하중이 가해지는 세 방향에서 시간에 따른 변형률을 측정하였다. 가압시점의 푸아송비와 크리프변형에 기인한 푸아송비 그리고 탄성변형과 크리프변형에 기인한 푸아송비를 구하였으며, 각 콘크리트에 대한 세 가지 푸아송비는 근사적으로 같은 것으로 나타났다. 가압시점의 푸아송비와 전체 변형에 대한 푸아송비는 콘크리트 강도의 증가에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으며, 각 푸아송비는 응력상태에 따라 특정한 경향을 나타내지 않았다. 체적성분의 응력과 크리프변형률, 편차성분의 응력과 크리프변형률은 선형의 관계를 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.109-119
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• 2001

우리나라의 양수발전소는 지금까지 단일공동을 굴착하였다. 그러나 양양 양수발전소는 두 개의 대공동 즉, 발전소와 주 변전소로 구성된다. 이 경우 공동 구조물의 안정성, 특히 두 공동사이에 형성되는 암주를 영구적으로 안전하게 유지할 수 있도록 보장되어야 한다. 본 연구에서는 개별요소법을 이용하여 두 공동과 암주의 구조적 안정성을 평가하였으며, 구성모델로 Barton-Bandis의 절리모델을 이용하였다. 현지 암반의 초기응력, 자연절리면의 거칠기계수, 불연속면의 공간적 분포 특성과 같은 중요한 요인들은 현지 조사를 통하여 구하였다. 이외에 두가지 경우 즉, 무보강과 보강의 경우 지보시스템의 최적화를 분석하였으며, 또한 보강효과를 검토하였다. 연구결과 보강의 경우 수평변위와 절리의 전단변위가 감소되었으며 암주내 이완영역 역시 감소됨을 확인하였다. 두 공동사이에 있는 약 36 m 두께의 암주에 적절한 보강조치를 취하여 안정성을 확보할 수 있었다.