[논문]직접전단시험에 의한 모래의 전단강도에서 시편의 크기효과

김준석; 김지현

doi:10.15683/kosdi.2019.12.31.590

직접전단시험에 의한 모래의 전단강도에서 시편의 크기효과
Scale Effects of the Specimen on Shear Strength of sand by Direct Shear Test 원문보기

한국재난정보학회논문집 = Journal of the Society of Disaster Information, v.15 no.4 = no.46, 2019년, pp.590 - 596

김준석 (Department of civil and envirnmental engineering, Chungwoon University) , 김지현 (Dept. of Civil Engineering, Chungwoon University)

초록
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연구목적: 직접전단시험의 문제점 중에 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 연구방법: 우리나라를 대표하는 모래인 주문진 표준사를 연구 대상으로 사용하였다. 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대한 전단강도를 분석하기 위하여 대형직접전단시험을 수행한 후 소형직접전단기의 시험결과와 비교분석을 수행하였다. 연구결과: 상대밀도가 촘촘한(dense) 영역에서는 소형전단시험기의 내부마찰각이 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 상대밀도가 중간(medium)정도의 영역에서는 대형전단시험기의 결과가 비교적 큰 경향이 있는 것으로 분석되었다. 결론: 모래흙에서 직접전단시험의 시료에 대한 크기 효과는 비교적 크지 않은 것으로 분석되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

Purpose: An experimental study was conducted on the sand samples for the size effect of the test specimens, one of the problems of the direct shear test. Method: Jumunjin standard sand, a representative sand of Korea, was used as sand sample. The large direct shear test was performed to analyze the shear strength at 50%, 60%, 70%, and 80% relative density, and then the comparative results were compared with the test results of the small direct shear test. Result: It was analyzed that the internal friction angle of the small shear tester tended to be relatively large in the dense region. It was analyzed that the results of the large shear tester tend to be relatively large in the region of medium relative density. Conclusion: The size effect on the samples in the direct shear test on sandy soil was analyzed to be relatively small.

주제어

표/그림 (18)

그림 Fig. 1. Particle diameter curve of sample
그림 Fig. 2. Large Direct Shear Testing Machine
그림 Fig. 3. Small Direct Shear Tester
표 Table 1. Engineering characteristics of the sample
그림 Fig. 4. Shear stress and horizontal strain at 50% relative density
그림 Fig. 6. Shear stress and horizontal strain at 70% relative density
그림 Fig. 5. Shear stress and horizontal strain at 60% relative density
그림 Fig. 7. Shear stress and horizontal strain at 80% relative density
그림 Fig. 8. Failure envelope at 50% relative density
그림 Fig. 10. Failure envelope at 70% relative density
그림 Fig. 11. Failure envelope at 80% relative density
그림 Fig. 9. Failure envelope at 60% relative density
표 Table 2. Large shear test results
표 Table 3. Small shear test results
그림 Fig. 12. Internal friction angle by large shear test
그림 Fig. 14. Comparison of Internal Friction Angle with Sample Size
그림 Fig. 13. Fnternal friction angle by small shear test
그림 Fig. 15. Relationship between internal friction angle of the relative density at the shear test

AI 본문요약
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제안 방법

8~11의 파괴포락선으로부터 점착력 c와 내부마찰각 (Φ)를 분석하여 표2와 같이 정리하였다.
14에 비교하였다. Fig. 15에서 대형전단시험과 소형전단시험의 상대밀도에 따른 내부마찰각의 변화를 비교해서 직선방정식으로 분석하였다. Fig.
대형직접전단시험은 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대하여 연직응력 20 kPa, 35kPa, 50kPa에 대하여 각각 3회 씩 시험을 실시하였으며 시험결과는 Figs. 4~7과 같다.
일반적으로 전단강도의 결정은 마찰력 부분이 중요한 역할을 하게 된다. 따라서, 본 절에서는 마찰력부분인 내부마찰각에 대하여 분석을 수행하였다. 시료크기에 따른 내부마찰각의 변화를 Fig.
본 절에서는 모래흙에 대한 전단강도 특성에 있어서 대형전단시험과 소형전단시험의 결과에 대한 비교분석을 실시하였다. 전단강도의 요소 중 점착력부분은 마찰력부분에 비하여 모래흙에서는 비교적 작은 요소로서 실무에서는 대부분 무시하는 요소이다.
본 연구에서는 모래시료로서 우리나라를 대표하는 모래인 주문진 표준사를 사용하였다. 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대한 전단강도를 분석하기 위하여 대형직접전단시험을 수행한 후 소형직접전단기의 시험결과와 비교분석을 수행하였다. 주문진 표준사는 Fig.
2)는 넓이 900cm²(30cm*30cm), 깊이 23cm의 크기의 전단상자를 이용하여 시료의 상대밀도를 조정한 후 일정한 수직응력을 가한 상태에서 수평방향으로 전단력을 가함으로써 전단상자 내의 전단면에서 시료가 전단 파괴 되도록 하여 전단강도를 측정하는 시험기이다. 시료조성은 적정한 상대밀도를 얻을 수 있도록 높이를 조절하는 낙하방식을 이용하였다. 시험기는 전단상자와 재하장치로 구성된다.
본 연구에서는 직접전단시험의 불확실한 경계조건의 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 시험시편의 크기효과는 대상토질의 종류에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으므로 본 논문에서는 모래 시료인 주문진 표준사를 대상으로 대형직접전단시험을 수행하여 결과를 분석한 후에 소형직접전단시험결과와 비교분석하였으며 다음과 같이 정리하였다.
본 연구에서는 이와 같은 직접전단시험의 문제점 중에 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 시험시편의 크기효과는 대상토질의 종류에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으므로 본 논문에서는 모래시료를 대상으로 대형직접전단시험기를 이용한 상대밀도에 따른 전단강도실험을 실시하여 전단특성을 분석하고, 소형직접전단시험기에서 분석된 전단 특성과 비교분석하였다(Kim, 2015).

대상 데이터

본 연구에서는 모래시료로서 우리나라를 대표하는 모래인 주문진 표준사를 사용하였다. 상대밀도 50%, 60%, 70%, 80%에 대한 전단강도를 분석하기 위하여 대형직접전단시험을 수행한 후 소형직접전단기의 시험결과와 비교분석을 수행하였다.
본 연구에서는 이와 같은 직접전단시험의 문제점 중에 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 시험시편의 크기효과는 대상토질의 종류에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으므로 본 논문에서는 모래시료를 대상으로 대형직접전단시험기를 이용한 상대밀도에 따른 전단강도실험을 실시하여 전단특성을 분석하고, 소형직접전단시험기에서 분석된 전단 특성과 비교분석하였다(Kim, 2015).
본 연구에서는 직접전단시험의 불확실한 경계조건의 하나인 시험시편의 크기효과에 대하여 모래시료를 대상으로 실험적 연구를 수행하였다. 시험시편의 크기효과는 대상토질의 종류에 따라 상이한 결과가 도출될 수 있으므로 본 논문에서는 모래 시료인 주문진 표준사를 대상으로 대형직접전단시험을 수행하여 결과를 분석한 후에 소형직접전단시험결과와 비교분석하였으며 다음과 같이 정리하였다.
시료조성은 적정한 상대밀도를 얻을 수 있도록 높이를 조절하는 낙하방식을 이용하였다. 시험기는 전단상자와 재하장치로 구성된다. 전단상자는 상하로 분리되어 있고, 아랫부분은 하부 전단상자 받침틀에 고정되어 있다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	삼축압축시험의 장단점은 무엇인가?	전단강도를 평가하기 위한 실내시험은 삼축압축시험과 직접전단시험 등 여러 방법이 있으며, 또한 여러 종류의 현장시험이 사용되고 있다. 실내시험의 중요한 시험법인 삼축압축시험은 다양한 경계조건을 구현할 수 있어서 비교적 실무 상황을 정교하게 구현할 수 있다는 장점이 있으나 시험 과정이 복잡하고 시험시간이 비교적 많이 걸리는 단점이 있다(Jewell, 1989).그에 비하여 직접전단시험은 시험의 소요시간이 적게 걸리며, 시험 방법이 비교적 간단하다는 장점이 있다.
	직접전단시험이 삼축압축시험에 비해 나타나는 특징은 무엇인가?	실내시험의 중요한 시험법인 삼축압축시험은 다양한 경계조건을 구현할 수 있어서 비교적 실무 상황을 정교하게 구현할 수 있다는 장점이 있으나 시험 과정이 복잡하고 시험시간이 비교적 많이 걸리는 단점이 있다(Jewell, 1989).그에 비하여 직접전단시험은 시험의 소요시간이 적게 걸리며, 시험 방법이 비교적 간단하다는 장점이 있다. 이러한 이유 때문에 실무에서는 직접전단시험을 비교적 많이 수행하게 된다.

참고문헌 (6)

Hong,Y.H., Byen,Y.H., Chai,J.G., Lee, J.S. (2015). "Shear Behavior of Sand Samples According to the Type of Shear Box in the Direct Shear Test" Journal of Korean Geotechnical Society, Vol. 31, No. 3, pp. 51-52.

원문보기 상세보기
Jewell, R.A. (1989). "Direct Shear Test On Sand", Geotechnique, Vol. 39, No. 2, pp. 309-322.

상세보기
Ju, J.W., Park, C.S., Choi, H.-N. (1998). "Triaxial test of Jumunjin standard sand according to relative density", Korean Society of Civil Engineers Conference, Vol. 2, pp. 73-76.
Kim, J.G., Choi, Y.H., Jung, J.Y., Kang, K.S. (2000). "Study on Shear Constants of Jumunjin Standard sand According to Direct Shear Test Type", Korean Society of Civil Engineers Conference, Vol. 2, pp. 439-442.
Kim, H.G. (2015). "A Study on Shear Strength of Sand Using Large Shear Test", Chungwoon University Master's Thesis, Incheon, Korea
Lee, S.D. (2017). "Soil mechanics" Gumi Library, pp. 239-292

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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