• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.91-96
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• 2015

GRP pipe (Glass-fiber Reinforced Plastic Pipe) lines making use of FRP (Fiber Reinforced Plastic) are generally thinner, lighter, and stronger than the existing concrete or steel pipe lines, and it is excellent in stiffness/strength per unit weight. In this study, we present the result of field test for buried GRP pipes with large diameter(2,400mm). The vertical and horizontal ring deflections are measured for 387 days. The short-term deflection measured by the field test is compared with the result predicted by the Iowa formula. In addition, the long-term ring deflection is predicted by using the procedure suggested in ASTM D 5365(ANNEX) in the range of 40 to 60 years of service life of the pipe based on the experimental results. From the study, it was found that the long-term vertical and horizontal ring deflection up to 60 years is less than the 5% ring deflection limitation.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.26-33
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• 2011

최근 지중매설 유리섬유복합관(GRP관)은 유해한 환경에서 뛰어난 성능을 보유하고 있어 하수관거용으로서 사용이 증가 되고 있다. 또한 지중에 매설되어 있는 조건에서 기존의 콘크리트관 등 강성관에 비해 구조적 성능이 뛰어나다. 지중매설 GRP관은 주로 상부에 작용하는 상부토압과 활하중에 의한 압축응력에 의해 원주방향으로 변형이 일어나게 된다. GRP관의 구조적 거동은 매설토와 주변의 지반의 성질에 따라 다르게 설계되어야 한다. GRP관의 설계는 Spangler 의 변형량 계산식을 Watkins에 의해 수정되어 사용되고 있다. 이 연구에서는 Watkins의 관변형 추정식에 GRP관의 재료적 특성을 고려하여 관변형량을 예측하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제4권3호
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• pp.38-44
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• 2013

Glass fiber reinforced plastic (GRP) pipes buried underground are attractive for use in harsh environments, such as for the collection and transmission of liquids which are abrasive and/or corrosive. In this paper, we present the result of investigation pertaining to the structural behavior of GRP flexible pipes buried underground. In the investigation of structural behavior such as a ring deflection, experimental and analytical studies are conducted. In addition, vertical ring deflection is measured by the field test and finite element analysis (FEA) is also conducted to simulate behavior of GRP pipe buried underground. Based on the results from the finite element analyses considering soil-pipe interaction the vertical ring deflection behavior of buried GRP pipe is predicted. In addition, analytical and experimental results are compared and discussed.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.33-40
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• 2014

보통 지중에 매설되는 관은 강성관과 연성관으로 구분된다. 연성관 중 유리섬유강화플라스틱(Glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic, GFRP)으로 이루어진 GFRP 관은 지중에 매설시 지반과 관의 상호관계를 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 지중에 매설되는 GFRP 관의 장단기의 구조적 거동을 조사하고자 한다. 먼저, 국내에서 생산되는 GFRP 관의 역학적 성질조사를 하고, 현장매설실험과 유한요소해석을 수행하여 장기거동 예측에 대한 기초자료로 활용하였다. GFRP 관의 장기거동을 예측하기 위해 약 5,232시간 동안의 수직 관변형을 조사하였으며, 이를 바탕으로 최대 50년 동안의 관변형에 대하여 Monod-type 방법으로 예측하였다.

• 상하수도학회지
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• 제26권6호
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• pp.907-914
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• 2012

Flexible pipes take advantage of their ability to move, or deflect, under loads without structural damage. Common types of flexible pipes are manufactured from polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), steel, glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic (GFRP), and aluminum. In this paper, we present the result of an investigation pertaining to the short-term behavior of buried polyethylene pipe. The mechanical properties of the polyethylene pipe produced in the domestic manufacturer are determined and the results are reported in this paper. In addition, vertical ring deflection is measured by the laboratory model test and the finite element analysis (FEA) is also conducted to simulate the short-term behavior of polyethylene pipe buried underground. Based on results from soil-pipe interaction finite element analyses of polyethylene pipe is used to predict the vertical ring deflection and maximum bending strain of polyethylene pipe.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 2012

Recently, underground pipes are utilized in various fields of applications such as sewer lines, drain lines, water mains, gas lines, telephone and electrical conduits, culverts, oil lines, etc. Most of pipes are installed for long-term purposes and they should be safely installed in consideration of installation conditions because there are unexpected various terrestrial loading conditions. In this paper, we present the result of investigation pertaining to the structural behavior of glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic (GFRP) flexible pipes buried underground. The mechanical properties of the GFRP flexible pipes produced in the domestic manufacturer are determined and the results are reported in this paper. In addition, ring deflection is measured by the field tests and the finite element analysis (FEA) is also conducted to simulate the structural behavior of GFRP pipes buried underground. From the field test results, we predicted long-term, up to 50 years, ring deflection of GFRP pipes buried underground based on the method suggested by the existing literature. It was found that the GFRP flexible pipe to be used for cooling water intake system in the nuclear power plant is appropriate because 5% ring deflection limitation for 50 years could be satisfied.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.18-24
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• 2011

이 연구에서 GRP 관의 하중-처짐 거동을 조사, 보고하였다. 지중매성 GRP관은 높은 내화학성, 높은 부식저항성, 경량성, 관표면의 매끄러움, 지반-관의 상호작용 고려에 따른 경제성 등의 탁원한 역학적, 물리적 특성들로 인해 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 지중에 매설되는 연성관을 설계하기 위해서는 ASTM D 2412 (2010)에 따라야 한다. ASTM D 2412 (2010)에 따라 설계할 경우, 관의 원강성 (PS)을 편평시험에 따라 먼저 결정해야 하는데, 이 시험이 귀찮고 노동력을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 UTM에 설치된 형태의 GRP관의 하중-처짐 거동을 유한요소법에 따라 모사하였으며, 유한요소법에 의한 모사에는 재료의 탄성계수와 단면의 기하학적 치수 등 기초적인 자료를 사용하였다. 이와 같은 연구로부터, 관재료가 관의 단면내에서 비교적 일정하지 않음에도 불구하고 수직방향의 관변형이 3%와 5%가 발생할 경우, 편평시험과 수치해석적 연구 결과가 15%이내의 차이로 하중의 예측이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.109-109
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• 2023

지구 온난화 등 기상이변으로 추정되는 단시간 동안 특정지역에 집중되는 국지성 집중호우가 빈번해지고 있으며, 내수침수가 홍수재해의 주된 원인이 되고 있다. 내수침수의 원인으로는 하수관로의 통수능력 부족(39%), 저지대 침수(37%), 내수배제불량(16%) 및 기타(8%)로 조사된 바 있으며, 이중 하수관로의 경우 용량 및 통수능 부족, 구배불량, 토사퇴적에 의한 배수 불량 등으로 이에 대처하기 위해서는 기초자료의 조사가 우선 되어야 한다. 하수관로의 문제로 인한 내수침수의 원인으로 첫째 하수관로 내·외부 불량으로 인한 통수능 저하로 측구 및 빗물받이에 토사 등 장애물, 관로내부 장애물, 관로내부 불량(뿌리침임, 영구장애물, 관붕괴, 관파손, 관변형, 내피생성, 토사퇴적 등)이 있으며, 두 번째로 하수관로 구배불량과 마지막으로 외수위(또는 해수위) 상승으로 인한 내수침수로 구분될 수 있다. 이러한 하수관로의 문제점은 많은 부분이 불탐지역으로 조사가 매우 어려워서 대안 없이 방치되는 실정이다. 금회 연구에서는 이러한 불탐지역의 조사를 위한 장비의 개발 및 정밀조사를 통해서 하수관로를 진단하고 내수침수 예방을 위한 대책을 찾고자 하였다. 특히, 계단부 관로조사용 내시경 VR장비, 준만관 조사용 부유식 VR장비, 가스 및 안전위험 지역 조사용 지하 드론 장비를 개발하여 시험검증을 하고자 하였다. 또한, 스마트 하수관로 체계에 빅데이터를 기반으로 한 하수관로 토탈 솔류션(nPASS) 시스템으로 내수침수대응 및 하수관로 유지관리를 위한 시스템의 필요성을 규명하고자 하였다. 하수관로의 선진화를 통한 내수침수예방의 시작은 불탐지역 하수관로 조사를 통한 정확한 원인 파악이며, 조사 및 축적되는 빅데이타를 기반으로 하수관로 토탈 유지관리 시스템의 구축을 제안하고자 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권10호
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• pp.5-10
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• 2024

연성관은 관의 강성과 주변 지반의 강성을 이용하여 외부하중에 저항하는 특성을 가지고 있으며, 기존의 콘크리트 관에 비해 중량이 가볍고, 내구성이 우수하기 때문에 최근 각광받고 있다. 이 연구에서는 대표적인 연성관인 폴리에틸렌 관을 대상으로 지중에서의 거동 특성을 검토하였다. 폴리에틸렌 관은 이중벽관과 다중벽관을 사용하였으며, 폴리에틸렌 관의 구조적 거동은 연성관의 설계기준에서 제시하고 있는 관 직경의 5% 변형을 기준으로 평가하였다. 폴리에틸렌 관은 원강성시험을 통해 관의 재료적 특성을 파악하고, 지중매설 모사실험을 통해 지중에서의 거동 특성을 검토하였다. 또한 지중매설 모사실험 결과를 토대로 유한요소해석모델을 개발하였으며, 개발한 유한요소해석모델과 설계식을 사용하여 지반조건에 따른 폴리에틸렌 관의 거동 특성을 평가하였다. 연구 결과 지중매설 폴리에틸렌 관은 관 자체의 성능과 주변 지반의 다짐 정도가 구조적 성능을 결정하는 주요 인자임을 확인하였다.