• 터널과지하공간
• /
• 제28권5호
• /
• pp.442-456
• /
• 2018

본 연구에서는 터널의 축소모형실험을 통해 이방성 암반에 설치되는 록볼트의 보강효과를 검토하였다. 이를 위해 터널규격, 암석강도, 이방성 경사, 측압계수를 달리한 두 가지 터널사례를 실험하였다. 구슬달린 자수용 시침핀을 사용하여 전면접착식 D25 이형봉강 록볼트를 모델링하였고 이들을 모형터널의 천반과 측벽에 체계적으로 설치하였다. 첫 번째 사례에서, 무지보 모형은 터널 천정부에서 초기균열이 발생하였지만 록볼트 설치 모형은 록볼트가 설치되지 않은 영역인 터널 바닥부에서 초기균열이 발생하였다. 또한, 록볼트 설치 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력과 최대압력이 각각 11%, 7% 더 컸고, 이방성 암반의 불연속면이 터널의 파괴거동에 미치는 영향은 작아져서 록볼트의 보강효과를 실험적으로 검증할 수 있었다. 지보패턴을 달리 적용한 두 번째 사례에서는, 록볼트의 길이와 수량이 큰 모형일수록 균열개시압력이 크고 하중에 따른 터널면적 축소비율은 작게 나타나, 록볼트의 길이와 수량을 증가시킬수록 록볼트의 성능이 향상됨을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권3호
• /
• pp.205-213
• /
• 2012

본 연구에서는 $30^{\circ}$ 경사진 층리면을 가진 이방성 암반내 위치한 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 터널 단면의 형상이 서로 다른 다섯 가지 모형에 대해 측압계수 2의 하중조건으로 축소모형실험을 실시하였다. 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 터널 주변지반의 변형거동을 조사하였으며, 이 조건들이 터널의 안정성에 어떠한 영향을 미치는지를 알아보았다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 필라에서는 층리면을 따른 전단파괴가 발생하였으며 낮은 압력수준에서 균열이 발생하여 터널의 안정성은 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 사심아치형, 원형, 반원아치형 터널 모형들에 대한 실험에서 반원아치형 터널이 가장 작은 균열개시압력을 보여 터널 안정성이 가장 작게 나타났으며, 원형 터널의 안정성이 가장 크게 나타났다. 또한, 사심아치형 터널의 변형거동은 원형 터널과 반원아치형 터널의 중간적인 형태를 나타내었으며 터널 안정성도 중간정도에 해당하였다. FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.26-35
• /
• 2022

When piping system in a nuclear power plant is subjected to a beyond design seismic condition, it is important to accurately determine possibility of crack initiation and, if initiation occurs, its location and time. From recent experimental works on elbow pipes, it was found that the crack initiation location and crack propagation direction of the SA403 WP316 stainless steel elbow pipe were affected by the pipe thickness. In this paper, the crack initiation location and crack propagation direction for SA403 WP316 stainless steel elbow pipes with different thickness were analyzed via elastic-plastic finite element analysis. Based on FE results, the effect of the pipe thickness on different crack initiation location and crack propagation direction was analyzed using ovality, stress and strain components. It was also confirmed that the presence of internal pressure had no effect on the crack initiation location and crack propagation direction.

• 터널과지하공간
• /
• 제22권1호
• /
• pp.22-31
• /
• 2012

본 연구에서는 사암과 셰일이 교대로 반복되는 호층 지질구조를 가진 암반에서 복공이 설치되어 운영중인 기존 터널의 인근에 단면 형태가 다른 신설 터널을 건설할 경우, 신설 터널의 시공중 안정성을 검토하기 위하여 축소모형실험을 실시하였다. 이러한 비대칭 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 하중조건이 서로 다른 네가지 모형을 제작하였고 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 변형거동을 조사하였다. 터널간 이격거리가 0.5D인 모형의 경우 필라에서 발생한 균열은 모두 호층 지질구조상 지층 경계면에서 발생하였고 지층간 전단변위가 필라 피괴의 중요한 인자로 작용하였다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 낮은 압력수준에서 균열이 발생할 뿐 아니라 같은 압력 수준에서 터널의 내공변형량은 더 크게 나타나 터널의 안정성이 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 또한 하중조건을 달리한 경우에는 측압계수가 1.0일 때 터널 안정성이 우수한 것으로 나타났으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권3호
• /
• pp.154-165
• /
• 2016

본 연구에서는 산성수 및 하중의 화학 역학적 영향이 암석 물성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실내 실험을 실시하였다. 실험에서는 암석시료에 pH 및 하중조건을 부여한 후, 유효 공극률을 포함한 다양한 암석 물성 변화를 측정하였다. 실험결과, 일정한 하중조건에서 암석을 침수시킨 산성수의 pH가 낮을수록 물성 변화가 증가하는 것으로 나타났다. 이는 산성수의 pH가 낮을수록 암석과 산성수 사이의 화학반응 속도가 증가했기 때문으로 예측된다. 또한 일정한 pH의 산성수에 침수된 암석에서 가해진 하중이 증가함에 따라 암석물성 변화가 감소하는 것으로 나타났다. 이는 균열개시응력 이하의 하중에서 발생된 압축으로 암석과 산성수 사이의 화학반응 영역이 감소했기 때문으로 여겨진다.

• 터널과지하공간
• /
• 제23권2호
• /
• pp.130-140
• /
• 2013

본 연구에서는 $30^{\circ}$ 경사진 층리면을 가진 풍화암 물성의 이방성 암반에서 필러 폭이 0.5D와 0.25D로 매우 작은 근접병설터널을 시공할 경우에 대한 터널 안정성을 조사하였다. 이를 위해 터널간 이격거리와 지보조건이 서로 다른 6가지 모형을 제작하고 측압계수 1의 하중조건으로 축소모형실험을 실시하였다. 모형별 균열개시압력, 최대압력, 필러 및 터널의 변형거동을 조사하였으며, 복공지보와 필러보강 여부가 터널의 안정성에 미치는 영향을 알아보았다. 필러 폭이 큰 모형일수록 균열개시압력이 더 크게 나타나 터널 안정성은 증가하였으며, 복공지보를 설치한 모형은 무지보 모형에 비해 균열개시압력와 최대압력이 더 크고 내공단면의 변형량은 적어 풍화암 근접병설터널에서 복공지보의 필요성을 확인하였다. 복공지보와 더불어 필러보강을 실시한 모형은 다른 모형에 비해 터널 안정성이 더 크게 나타났으며, 특히 필러 폭 0.25D인 근접병설터널은 복공지보뿐 아니라 필러보강도 실시해야 터널 안정성이 확보됨을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.95-100
• /
• 1997

금속재료의 탄소성파괴인성치 측정을 위해서 ASTM E399 시험법에 따라 단순 인장 시험편을 사용하여 유한요소해석을 하였으며 여기에서 얻어진 하중-균열개구변위 곡선을 이용하여 균열개시점을 찾고 이 점에서의 파괴인성치 $J_{IC}$를 구하였다. 탄소성 파괴인성치 J 값은 J 적분법 및 M. K. Tseng등에 의해서 제안된 계산식을 이용하여 구하였다. 해석된 값의 검증을 위해서 고강도 저합금강인 AISI 4130 재료를 이용한 기존 실험값과 비교하였으며 그 결과는 잘 일치함을 알 수 있다.

• Composites Research
• /
• 제18권2호
• /
• pp.1-12
• /
• 2005

본 연구에서는 음향방출법을 이용하여 편측노치를 갖는 단일 Al판재 및 유리섬유/알루미늄 적층판에 대해 인장하중하의 파괴거동을 살펴보았다 단일 알루미늄의 AE신호는 2가지 형태로 분류될 수 있었다. 유리섬유i알루미늄 적층판의 경우에는, 고진폭의 긴 유지시간의 신호를 대상으로 한 FFT 주파수 해석 결과 이러한 신호들은 거시적인 균열진전 및 층간분리에 해당하는 신호임을 알았다. 또한 도달시간차를 이용한 위치표정은 균열의 개시 및 진전과정의 특징을 보여주었다. 위와 같은 AE해석과 파괴관찰을 토대로, 편측노치를 갖는 섬유/알루미늄 적층판의 파괴특성을 해명하였으며 이는 섬유층 배향 및 섬유/알루미늄층 구성비에 의존하여 변화하였다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제12권12호
• /
• pp.64-71
• /
• 1995

This investigation evaluates dynamic fracture characteristics of two alloy steels (STD-11 and STS-3) and a gray cast iron (GC-30). The dynamic fracture toughness of crack initiation and some of the dynamic fracturing characteristics were evaluated by using the instrumented Charpy impact testing procedures. It was found from experimental results for three kinds of materials that inertia force is directly proportional to impact velocity. The duration time of inertia force was found to be constant regardless of impact velocities in steel specimens.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권4호
• /
• pp.439-446
• /
• 2010

파괴역학을 적용하여 고속 회전 원통 용기의 파손 원인을 분석하였다. 파괴역학을 적용하여 고속회전 원통 용기의 파손 원인과 파손 과정을 상세하게 분석하였다. 파손 해석과 수명 해석을 수행하는데 필요한 정보인 원통 용기 제작 당시 사용한 재료의 파괴역학적인 물성치를 포함하는 피로 파손 해석 과정을 요약하였다. 원통 용기에 발생하는 이론적 원통 용기최대응력의 크기와 가동조건 하에서 발생한 결과를 비교하였다. 시편의 파면을 OM과 SEM으로 관찰하여 피로 균열 전파 개시 지점을 찾고, 균열전파의 거동을 규명한 후 피로균열전파 수명을 산정하였다. Paris model 을 적용하여 산정된 피로수명과 고속 회전 원통 용기의 실제 피로 수명을 비교하였다.