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초탄성 형상기억합금을 적용한 선행압축 폴리우레탄 댐퍼의 거동 특성 검증 (Verification of Behavior Characteristics of Precompression Polyurethane Damper Using Superelastic Shape Memory Alloy)

  • 김영찬;허종완
    • 대한토목학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.413-420
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    • 2023
  • 지진피해 감소를 위한 내진 구조 중에서 제진 구조는 댐퍼의 간단한 적용으로 효율적으로 내진 성능을 향상시키고 경제성을 확보할 수 있는 기술이다. 그러나 기존의 댐퍼는 요구 내진 성능과 재료 소성으로 인한 내구성에 대하여 한계를 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 기본적으로 탄성 특성을 나타내는 폴리우레탄에 선행 압축을 가하고 초탄성 형상기억합금을 적용하여 복원 특성을 증진시킨 폴리우레탄 댐퍼를 제안하였다. 폴리우레탄 댐퍼의 특성을 검증하기 위하여 우선 개념을 정립하고 초탄성 형상기억합금과 강재 적용, 선행압축 크기를 설계 변수로 선정하여 설계 상세를 완성하였다. 또한, 구조 실험을 수행하여 응답 거동을 도출하여 하중 저항 성능, 잔류 변위, 회복률, 에너지 소산 능력을 분석하였다. 분석한 결과 폴리우레탄 댐퍼는 초탄성 형상기억합금 와이어를 적용하고 선행 압축이 증가하면 다양한 성능이 향상되는 결과를 나타냈다.

실규모 실험을 이용한 그라운드 앵커의 거동 특성 평가 (Evaluation of Characteristics of Ground Anchor Using Large Scale Laboratory Test)

  • 이상래;설승환
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제24권11호
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    • pp.19-24
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    • 2023
  • 그라운드 앵커 공법은 최근 깎기 비탈면과 교대 등의 보강을 목적으로 사용이 증가하고 있다. 그라운드 앵커는 구조물의 사용연한 이상의 내구성을 확보하여야 하지만 국내 고속도로에 시공된 대부분의 앵커에서 장기적인 긴장력 손실이 발생하여 안정성이 문제가 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 실규모 모형실험을 통하여 긴장력 감소원인에 대한 분석을 수행하였다. 실험결과 물-결합재 비가 55%가 되는 시점부터 부착력의 감소현상이 나타났으며, 인장쐐기의 영향으로 강연선 파단강도의 14%의 감소현상이 나타났다. 지반강도, 앵커형식, 지하수의 유무에 따라 극한인발력이 차이를 보였으며, 특히 지하수의 유무는 그라우트의 강도 및 품질에 관여하여 앵커의 거동특성에 미치는 영향이 가장 높은 것으로 나타났다. 장기거동에서는 초기 정착이 안정되는 시점까지 급격하게 하중이 감소하다가 이후에는 일정하게 긴장력이 감소하는 것으로 나타났다.

현악기용 명주실 현의 화학가공 및 복합현의 제조 (Chemical Treatment and Manufacture by Silk Compound Yarn of Kayagum Strings)

  • 김영대;최태진;정인모;이지영
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제47권1호
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    • pp.41-47
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    • 2005
  • 1. 가야금 줄의 내구성을 향상시키기 위하여 가야금 줄에 acrylic adhesive와 poly(vinyl alcohol)을 병용 처리한 결과 강려과 신도는 차이가 없었으나 하중 70%에서 절단할때까지의 반복회수는 화학가공처리 현이 무 처리한 현보다 48% 향상되었으므로 현의 내구성을 크게 향상시킬 수 있었으나 흡습율이 무처리 현보다 높았다. 2. 현의 내구성을 증대시키고 음량을 풍부하게 할 목적으로 생사와 polyester사의 혼합비율을 달리하면서 생사/폴리에스텔 복합현을 제조하고 물성을 조사한 결과 polyester사의 비율이 많아질수록 강력이 감소하였고 신도는 증가하여 가야금 줄로서 적당하지 않았으나 mono filament 사로서 강력이 우수한 polyester사를 사용하여 복합현을 만든 SSP 복합현의 경우 생사로 만든 현보다 강력이 우수하였다. 3. 새로운 현의 소재를 개발하기 위하여 생사(가잠사)와 작잠사와의 복합현을 제조하고 그 물성을 조사한 결과 가잠사/작잠사 복합현의 강력은 작잠사와 비율이 많아질수록 저하되었다.

자가부식 프라이머 접착제의 적용방식이 법랑질의 결합강도에 미치는 영향 (EFFECT OF APPLICATION METHODS OF A SELF-ETCHING PRIMER ADHESIVE SYSTEM ON ENAMEL BOND STRENGTH)

  • 박재구;조권환;조영곤
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제33권2호
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    • pp.90-97
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    • 2008
  • 이 연구는 Clearfil SE Bond를 거친 법랑질 표면에 적용할 때, 자가부식 프라이머의 적용방식 (능동적인 또는 수동적인)과 접착레진의 도포회수 (1회 또는 2회)가 법랑질의 결합강도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 시행하였다. 16개의 발거된 대구치 치관의 협면이나 설면에서 법랑질 절편을 만들어 4개의 군으로 배정한 다음, 1군은 프라이머를 수동적으로 적용한 후 접착레진을 1회 도포하였고, 2군은 프라이머를 능동적으로 적용한 후 접착레진을 1회 도포하였고, 3군은 프라이머를 수동적으로 적용한 후 접착레진을 2회 도포하였고, 4군은 프라이머를 능동적으로 적용한 후 접착레진을 2회 도포하였다. 적용된 접착레진을 10초간 광조사한 후, 법랑질 표면에 2-3개의 Tygon tube를 위치시키고 Clearfil AP-X를 충전하고 40초간 광조사 하였다. Universal testing machine을 이용하여 법랑질 표면에서 복합레진이 파절될 까지 분당 1.0 mm의 cross-head speed로 전단하중을 가하고 통계적으로 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 거친 법랑질에 대한 Clearfil SE Bond의 미세전단 결합강도는 자가부식 프라이머의 적용방식 보다는 접착레진의 도포회수에 의해 증가할 수 있음을 알 수 있었다.

수퍼페이브 혼합물의 소신변형저항성과 변형강도와의 상관성분석 (Correlation Analysis between Rut Resistance and Deformation Strength for Superpave Mixtures)

  • 김광우;김성태;권오선;도영수
    • 한국도로학회논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.45-53
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    • 2004
  • 본 연구는 PG 등급에 따른 아스팔트 혼합물의 변형강도($S_D$)와 소성변형 저항성의 상관관계를 규명하고자 하였다. 마샬배합설계는 포장의 공용성과의 상관성이 낮아 본 연구에서는 수퍼페이브 배합설계를 통하여 혼합물을 제조하고 소성변형 특성과 상관성이 높은 역학적 특성을 측정하기 위해 개발된 변형강도($S_D$), 그리고 휠 트랙킹 시험으로 최종침하깊이(DR)와 동적안정도(DS)를 구하였다. 또한 변형강도 측정시 4(1.0) 하중봉을 사용하였으며 $60^{\circ}C$에서 수침시간을 30, 40, 50분으로 변화시켜 가며 바인더 등급에 따라 $S_D$를 측정하여 수침시간별 $S_D$와 DS. $S_D$와 DR의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 수침시간 30분의 경우가 가장 높은 $R^2$을 나타냈으며 $S_D$가 수퍼페이브 혼합물에서도 소성변형저항성과 아주 밀접한 상관관계를 보임을 알 수 있었다.

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아산만 해성토의 응력 -변형률 거동 (The Stress -Strain Behavior of Asan Marine Soil)

  • 홍창수;정상섬;김수일
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권5호
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    • pp.17-26
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    • 1996
  • 본 연구에서는 아산만 지역의 해안 연약층에서 채취한 해성토의 거동을 자동화된 삼축실험기를 사용하여 비배수 상태하에서 실내실험과 모델예측을 수행하여 파괴전과 파괴상태시 응력-변형률 상태를 점토질 및 실트질 흙과 비교분석하였다. 채취한 해성토는 실트질 70%와 점토질 30%가 섞인 혼합토로 현장의 비교란 시료와 이를 재 성형한 시료의 2종류로 만들어 400kpa인 유효구속압력까지 등방압밀 시킨 후 압밀하중을 감소시키며 구속압이 각각 400, 200, 100, 67kpa인 경우에 비배수 상태로 삼축압축 및 인장실험을 하였다. 본 연구결과 모든 시료의 극한상태를 연결하면 일정한 파괴선에 도달하였으며 이때 파괴선은 순수점토나 실트에 비해서는 그 기울기에 차이가 있었다. 또한 정규압밀된 아산만 해성토에서는 전단초기에는 순수점토와 유사하게 전단하에서는 양의 간극수압이 발생하여 P'이 계속 감소하나 실트질에서 나타나는 상태변형선을 지나서는 체적팽창경향이 나타나며 전단강도가 증가하고 있다. 과압밀 시료는 체적변형 경향으로 순수실트와는 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다. 수정 Camflay모델 및 항복경계면 모델을 사용하여 예측한 결과 정규압밀된 경우에는 최대강도 이전까지는 실제거동을 적절히 예측할 수 있었으나 과압밀비$(2\leqOCR\leq6)$가 커질수록 그 거동에는 정량적인 차이를 보임을 알 수 있었다.

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토목기유(土木機維)로 보강(補強)된 연약지반(軟弱地盤)의 압밀(壓密) 및 Creep 거동(擧動)에 관한 연구(研究) (A Study on the Consolidation and Creep Behaviors of Soft Foundations Reinforced by Geotextiles)

  • 정형식;안상로
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.75-84
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    • 1991
  • 방조제(防潮堤)와 같은 토공구조물(土工構造物)을 연약 지반위에 건설(建設)할 때에 두꺼운 퇴적층(堆積層)의 해성(海成) 실트질 점토(粘土)로 이루어진 기초지반(基礎地盤)은 압밀(壓密)과 Creep으로 변형(變形)이 발생한다. 연약지반(軟弱地盤) 위에 축조(築造)된 토공구조물(土工構造物)의 안정화(安定化)를 위하여 보통 매트리스를 사용하게 되며 이는 제체(堤體)의 하중(荷重)을 분산(分散)시킴으로 인하여 극한지지력(極限地支力)을 증가(增加)시키는 중요한 역할(役割)을 하게 된다. 본 연구(硏究)에서는 토공구조물(土工構造物)의 장기적인 변형(變形)을 합리적(合理的)으로 예측(豫測)하여 방조제(防潮堤) 설계(設計) 및 사후관리(事後管理)에 기여(寄與)하고자 한다. 따라서 실험(實驗)에 의하여 해성점토(海成粘土)의 유변학적(流變學的) 모델을 결정(決定)하고 선정(選定)된 모델에 맞는 기존 프로그램인 압밀과 Creep이 각각 해석 가능한 S/W를 두 가지가 동시에 해석가능한 S/W로 수정하여 장기(長期) 응력(應力)-변형거동(變形擧動)을 구명(究明)하였다. 연구결과(硏究結果) 내용(內容)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 개발(開發)한 프로그램은 압밀(壓密)과 Creep을 동시에 해석(解析)할 수 있다. 2. Creep 시험 결과(結果), Rheology 모델은 Vyalov 모델로 나타났다. 3. 연약지반(軟弱地盤)이 보강(補強)된 경우는 비보강(非補強) 경우 보다 압밀(壓密) 및 Creep 변위(變位)가 작게 나타나 토목 섬유의 효과(效果)가 어느 정도 있음을 알 수 있었다.

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유한차분해석과 개별요소해석을 이용한 암반에 근입된 현장타설말뚝의 선단지지력 연구 (A Study on the Ultimate Point Resistance of Rock Socketed Drilled Shafts Using FLAC3D and UDEC)

  • 이재환;조후연;유광호;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권1호
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    • pp.29-39
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    • 2012
  • 본 연구에서는 암반근입 현장타설말뚝의 선단지지력에 영향을 미치는 주요 영향인자들과 이들 영향인자에 따른 선단지지력의 변화특성을 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석은 일반적으로 널리 사용되는 연속체해석 중 유한차분해석(FDM)과 암반에 존재하는 불연속면(절리, 단층 등)의 특성을 고려할 수 있는 불연속체해석 중 개별요소해석(DEM)을 병행함으로서 해석의 정확도를 높였다. 그 결과, 암반에 근입된 현장타설말뚝의 선단지지력($q_{max}$)은 암반의 탄성계수($E_m$), 불연속면의 간격($S_j$)에 비례하여 증가하였으며, 말뚝의 직경(D)에는 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 불연속면의 경사($i_j$)에 대해서는 불연속면의 경사($i_j$)가 $0^{\circ}$ < $i_j$ < $60^{\circ}$일 때의 선단지지력은 그 외 경사의 선단지지력에 비해 최대 약 50%까지 감소하였으며 이는 말뚝으로부터 전해진 하중에 의하여 말뚝하부 암반 자체 보다 암반의 불연속면에서 먼저 전단파괴가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 불연속면의 경사($i_j$)가 불연속면의 내부마찰각(${\phi}_j$)과 근접할 때 선단지지력이 최소치에 가까운 것으로 나타났으며, 따라서 불연속면의 경사가 일반적인 암반 및 암반 불연속면 내부마찰각의 범위인 $20^{\circ}{\sim}40^{\circ}$에 존재할 때는 선단지지력의 산정 시 반드시 불연속면 경사의 영향을 고려해야하는 것으로 나타났다.

목재 Crib wall의 파괴유형에 대한 사례연구 (Case Study on Fracture Type of Wooden Crib Wall)

  • 신창건;백문열;홍철화;배우석
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권7호
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    • pp.39-50
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    • 2013
  • Crib wall은 헤더와 스트레처를 사용하여 옹벽의 골조를 축조하는 격자형 조립식 옹벽공법의 일종이다. 이 공법에서는 부재의 교차에 의해 생긴 격자 안에 자갈로 채움을 실시하여 옹벽의 중력을 유지하게 된다. 따라서 일반 옹벽에 비해 시공속도가 빠르며 경제적이다. 더불어, 옹벽의 배수 능력이 뛰어나며 전면에 식생이 가능하다는 점을 들어 환경친화적인 장점도 강조되어 왔다. 그러나 목재 Crib wall 시스템에서는 개별 부재 사이의 상대적인 움직임을 허용하며 채움재의 자중이나 외부하중에 의해 채움재에 응력 재분포가 발생한다. 본 연구에서는 대규모 목재옹벽 시공현장에 대한 세부조사와 해석을 통하여 목재 crib wall의 파괴유형과 파괴원인을 분석하였다. 조사결과 전체 부재의 5.7%인 총 2,315개소에서 손상이 발생되었으며, 파손된 부재 중 80.2%가 헤더에서 발생하였고 파손된 헤더 중 65.7%가 하단부에 집중되어 있는 것으로 나타났다. 따라서 부재의 종류나 설치 위치에 따라 파괴유형 및 원인이 상이한 것으로 분석되었고, 근본적으로 부재의 뒤틀림과 나뭇결이 다양한 형태로 영향을 미치는 것으로 판단된다.

다응력집중부(多應力集中部)를 가진 판(判)에 의(依)한 피로균열(疲勞龜裂) 발생수명(發生壽命) 분포(分布) 추정(推定) (Estimation of Fatigue Crack Initiation Life Distribution by Multi-notched Specimen)

  • 강성원;엄동석;이지현
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.234-243
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    • 1992
  • 각종 구조물, 기계요소의 파괴(破壞)에 있어서 상당수는 피로파괴(疲勞破壞)가 그 원인인 것이 많고, 그 설계 및 안전성 평가를 위해 신뢰성해석법(信賴性解析法)을 도입함에 있어서 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 파악하는 것은 구조물에 작용하는 외력의 추정(推定)과 함께 중요하다. 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하는데는 대수정규분포(對數正規分布) 혹은 Weibull분포(分布) 등이 제안되어 있지만, Weibull분포(分布)가 그 뛰어난 응용성과 정확성 때문에 피로수명분포(疲勞壽命分布)에 가장 자주 쓰이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 응용범위가 넓고, 데이터의 특성을 가장 잘 표현하는 것으로 알려진 Weibull분포(分布)를 사용하였다. 어떤 응력상태 하에서의 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하기 위해서는 일반적으로 수십개의 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 많은 데이터를 얻어야 한다. 그러나, 그러한 많은 시험은 시험시간, 경비등의 면에서 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 피로균열발생분포를 구하기 위하여 적은 시험편으로 보다 많은 데이터를 얻을 수 있는 100개의 응력집중부(應力集中部)를 가진 변단면(變斷面)외팔보형 시험편(試驗片)을 개발하였다. 피로시험(疲勞試驗)은 일정진폭완전량진(一定振幅完全兩振) 굽힘피로하중에서 실시하였고, 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 추정(推定)하는데에는 여러가지 방법들이 있으나, 본 연구에서는 미지(未知)의 모수추정(母數推定)에 그 유용성이 확인된 Bayesian 신뢰성해석법(信賴性解析法), Skewness법과 최소자승법을 사용하여 그 정도를 비교하였다.

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