• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.900-909
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• 2002

섬유는 콘크리트의 취약점인 인장 및 균열저항성을 증가시켜 그 효용성을 크게 한다. 그러나, 섬유의 균열저항성을 합리적으로 예측하기 위해서는 균열후의 거동예측기법이 정립되어야 한다. 따라서, 본 연구의 목적은 최근 들어 개발되고 있는 구조용 합성섬유 보강콘크리트의 균열후 거동(Post-Cracking Behavior)을 예측하기 위한 해석기법을 제시하는데 있다. 이를 위하여 합성섬유 보강 콘크리트 보의 균열단면해석에 있어서, 우선적으로 균열단면을 강체운동으로 가정하고, 균열폭(crack width) 및 균열면에 대해 기울기 90$^{\circ}$ 인 단일섬유의 인발실험(pullout test)에 의한 인발 하중(pullout load)과 변위(slip)의 관계를 이용하여 개개 섬유의 균열이후 거동을 묘사하였다. 또한 실제 섬유의 매립방향과 매립길이의 다양성을 확률적으로 고려하여 균열면에서의 유효섬유개수를 산정한 뒤에 FRC 보의 휨거동해석을 수행하였고, FRC 보 실험을 시행한 결과와 비교한 결과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 해석결과로부터 하중-처짐 곡선, 모멘트-곡률 곡선 등을 도출할 수 있으며, 본 연구의 모델은 일정수준의 균열 저항성 또는 인성지수(toughness performance)를 얻기 위한 섬유의 기하형상을 개발하는데 유용한 방법으로 사용될 수 있다. 또한 평균응답, 파괴모드의 운동학으로 표현된 이 모델은 FRC 보 실험 결과들을 유사하게 예측할 수 있기 때문에 앞으로 섬유보강콘크리트 부재의 합리적인 설계 및 해석에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.41-50
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• 2014

본 연구에서는 섬유종류에 따른 인발특성과 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 대하여 평가하기 위하여, 섬유의 재질 및 형상 다른 후크형 강섬유, 비정질 강섬유 및 폴리아미드 섬유에 대하여 인발시험과 섬유보강 콘크리트 시험체를 제작하여 휨특성을 평가하였다. 그 결과, 후크형 강섬유의 경우 최대인발하중에서 섬유가 매트릭스로부터 인발되었지만, 비정질 강섬유는 섬유와 매트릭스의 부착강도가 섬유자체의 인장강도보다 높아 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 파괴되는 현상을 나타내었다, 한편, 폴리아미드 섬유는 연신율에 의해 최대인발 하중까지 변위가 크게 발생하였으며, 최대하중이후에 섬유가 끊어지는 파괴특성을 나타내었다. 섬유보강 콘크리트의 휨특성에 있어서 비정질 강섬유는 매트릭스와의 부착강도가 높고, 섬유의 혼입개체수가 많아 콘크리트의 최대휨강도는 높았지만, 균열발생 이후 섬유가 매트릭스로부터 인발되지 않고 섬유가 파괴되는 것에 의해 응력의 저하가 급격하게 발생하지만, 후크형 강섬유보강 콘크리트는 균열발생 이후 섬유가 인발되면서 응력의 저하가 완만하게 발생하였다. 폴리아미드 섬유보강 콘크리트는 균열발생이후 섬유의 연신률에 의해 응력이 급격하게 저하하는 구간이 발생하였으며, 섬유와 매트릭스의 부착에 의해 재상승하였다가 섬유가 끊어지면서 파괴되었다. 섬유와 매트릭스의 인발특성은 섬유보강 콘크리트의 휨강도 및 변형 능력에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.750-757
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• 2018

보강토교대는 보강토옹벽을 교대로 활용하는 토류구조물로써, 보강토체의 변형을 억제하기 위해, 마찰성능이 우수한 채움재와 비신장성 금속 보강재를 사용하고 있다. 본 연구에서는 보강토교대에 주로 사용되는 비신장성 금속 보강재에 대한 인발거동을 분석하기 위하여, 보강토교대 채움재의 강성 및 입도분포와 보강재의 간격에 따른 인발거동을 검토하였다. 매개분석을 통한 분석결과, 보강토체의 인발력은 최상단 보강재에 가장 크게 작용하였고, 보강토교대의 채움재의 특성과 보강재의 수평간격도 보강토의 인발저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 채움재의 내부마찰각은 최소 25도 이상, 균등계수는 4 이상의 사질토 그리고 최상단 보강재의 수평간격은 25cm 이하로 배치해야만 설계기준에 제시된 최소 인발 안전율을 만족하였다. 따라서, 보강토체의 인발저항성능을 확보하기 위해서는 채움재의 특성을 면밀하게 고려하여 설계를 수행하여야 하며, 채움재의 특성뿐만 아니라 하중조건을 고려하여 보강재의 배치도 적절하게 하여야 할 것이다. 시공시에는 설계시 고려한 채움재의 강성과 입도분포에 대한 철저한 품질 및 시공 관리가 필요할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권11호
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• pp.27-37
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• 2011

모래지반에서 석션파일의 최대인발저항력 산정을 위한 일련의 원심모형실험이 수행되었다. 최대인발저항력 산정을 위한 실험인자인 석션파일의 인발각과 인발작용점의 위치에 대하여 실험을 수행하였다. 인발작용점의 경우 75%에서 최대인발저항력이 관찰되었다. 모든 경사각에 대하여 전체파일 높이에서 50%에서 75%사이에 석션파일의 회전각이 변함을 알 수 있었다. 인발각이 증가함에 따라 최대 인발저항력 발생 시까지의 변위가 점점 작아짐을 알 수 있었다. 석션파일의 형상중심의 수직변위를 최대인발저항력이 작용한 시점에서 관찰한 결과 모두 지표 쪽으로 이동한 것을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.16-23
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• 2001

인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.123-131
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• 2005

본 연구에서는 양압력을 받는 기초구조물의 보강공법으로 앵커를 시공할 경우, 이에 대한 파괴메카니즘 및 안정해석법의 개발에 기초적인 자료를 제공하기 위해 나선형 앵커에 대한 실내인발시험 및 유한요소해석을 수행하였다. 실내인발시험은 강우시 지하수위 상승으로 인해 기초구조물에 양압력이 작용하는 경우를 고려하기 위해 포화사질토 내에서의 하중-변위특성을 분석한 후, 이를 건조시의 경우 등에 대해 유한요소 해석결과와 비교${\cdot}$분석하였으며, 앵커의 극한인발저항력에 미치는 영향인자 및 앵커의 인발에 따른 거동특성 등을 평가하였다. 또한, 군형태 앵커의 설치간격을 변화시켜가면서 하중-인발변위 특성을 비교한 후, 나선형 앵커의 무리효과에 의한 간섭영향 요인을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.5-16
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• 2002

본 연구에서는 직경 1,000mm의 시험말뚝에 대한 압축정재하시험 수행시 반력말뚝으로 사용된 직경 2,500mm의 대구경 경사반력소켓말뚝의 인발거동을 분석하였다. 경사반력말뚝은 풍화암층과 연암층 10m에 걸쳐서 현장타설말뚝으로 소켓되어졌으며, 강관부는 강관과 속채움콘크리트로, 그리고 소켓부는 콘크리트와 철근으로 구성되었다. 각 구성부재에 작용하는 변형율을 측정하기 위해 센서를 설치하였으며, 반력말뚝두부의 인발량을 측정하기 위하여 LVDT를 설치하였다. 정재하시험중 재하된 최대인발하중은 10MN이었으며 최대인발변위는 7m, 잔류인발변위는 최대 1mm 정도 발생하였다. 인발하중의 83%를 풍화암층에서 그리고 12%를 연암층에서 지지하는 것으로 나타났으며 풍화암에 소켓된 철근콘크리트부와 연암에 소켓된 털근콘크리트부에서 각각 125.3kPa와 61.8kPa의 인발응력이 발생하였다. 따라서, 풍화암층에서도 인발하중을 충분하게 지지하고 있으므로 풍화암층은 마찰력을 크게 발휘하는 지지층으로 사용되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권4호
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• pp.39-52
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• 1994

지반앵커의 설계시 가장 중요한 것은 극한인발력을 구하는 것이다. 앵커의 간격이 가까울 때는 앵커의 인발에 따른 지반 거동의 중첩 현상, 즉 군효과가 발생하여 앵커 1개당 극한인발력이 감소하게 된다. 현재까지 앵커의 군효과에 대한 연구가 극소수인데 그것도 대부분 연직 앵커에 관한 것으로 경사앵커에 대한 연구는 거의 없는 실정이다. 이 이유는 지반앵커의 인발에 따른 지반 거동의 관찰과 앵커표면 마찰응력을 정확하게 측정해서 분석할 수 있는 실험과 이론적 고찰이 대단히 어렵기 때문일 것이라고 생각한다. 본 연구는 공기 건조 모래지반 내에 설치된 경사 지반앵커의 군효과에 대한 모형실험에 관한 것으로, 앵커체 깊이 방향으로 부착된 10개의 변형률게이지에 의해서 앵커체 표면의 마찰응력을 구하여 군효과에 의한 마찰응력의 감소에 대해 분석하는 것이다. 실험 결과, 앵커표면간 거리가 10.7cm에 불과한 대단히 가까운 앵커의 경우에도 군효과에 의한 마찰응력의 감소와 극한인발력의 감소는 보이지 않는다. 그러나 본 연구는 건조모래 지반내의 소규모 실내모형실험에 한한 것이므로 이후 여러 가지 지반 조건하에서의 모형실험과 현장실험을 실시해서 보다 일반적으로 적용될 수 있는 연구가 지속되어야 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.27-37
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• 2015

마이크로파일은 직경 300mm 이하의 소규모 말뚝기초형식으로, 기초구조물의 보강을 위해 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 일련의 인발재하시험을 통하여 그룹 마이크로파일의 설치조건에 대한 영향을 조사하였다. 본 연구를 위하여, 다양한 설치간격과 설치각도로 설치된 그룹 마이크로파일을 이용한 인발재하시험을 수행하였으며, 실험결과를 통해 인발지지력 증가특성과 인발변위 감소특성을 조사하였다. 인발저항력은 주로 마이크로파일의 설치각도에 영향을 받는 것으로 나타났으며, 인발저항력의 증가는 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 33%, 59%, 5%가 증가되는 것으로 나타났다. 설치간격에 따른 인발변위의 감소량은 더 좁은 설치간격조건에서 크게 나타났으며, 동일한 설치간격조건에서의 설치각도에 따른 인발변위 저감율은 설치각도 15도, 30도, 45도에서 각각 50%, 53%, -45%가 되는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권11호
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• pp.5-19
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• 2018

지반앵커의 정착장에 작용하는 정착응력 분포 특성은 매우 비선형적이며 공학적인 메카니즘이 비교적 복잡하기 때문에 다양한 지반조건 및 비선형적 주면전단거동을 구체적으로 모사하여 지반앵커를 설계하는데 어려움이 크다. 이런 한계로 인하여 현재 대부분의 관련 설계 기준서에는 편의상 정착장 전장에 걸쳐 일정한 주면전단응력분포를 가정하여 설계에 적용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 인장형 앵커의 인발거동 특성을 분석하기 위하여 풍화토 지반조건을 대상으로 현장인발시험을 수행하였으며 이를 토대로 앵커 정착장의 주면전단거동을 정립하고, 정착장 거동특성을 비교적 간편하게 예측하기 위한 다중선형모델 및 이를 적용한 해석적 기법을 제안하였다. 현장시험결과와 해석적 결과가 상호 유사하게 나타남에 따라 본 연구에서 제시된 다중선형모델 및 이를 이용한 해석적 기법의 적용성 및 유효성을 확인할 수 있었다. 정착장 주면전단거동의 경우 최대인발하중 보다 작은 하중조건에서는 정착장 시작점에서 최대전단응력이 분포하게 되나 최대인발하중이 발생한 이후부터는 정착장 시작점에서 전단응력이 가장 작게 분포하고, 정착장 시작점으로부터 일정거리 이격된 지점에서 최대전단응력이 발생함을 확인하였다.