• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.171-178
• /
• 2003

날개크랙과 이차크랙은 암석의 일축압축 및 이축압축 조건에서 관측되는 특정한 형태의 크랙이다. 본 연구에서는 석고로 제작된 실험체내에 발생하는 날개크랙과 이차크랙의 형태적 측면을 미시적 및 거시적 관점에서 관측하였다. 날개크랙의 진행방향을 따라 미소인장크랙이 관측되었으며 미소인장크랙은 공극간의 연결과 분지현상을 통하여 진전되었다. 날개크랙의 개시점에서 다중의 미소인장크랙의 개시가 관측되었으며 미소인장크랙은 굴곡진 진행을 보인다. 또한 이차크랙과는 달리 미소인장크랙은 상대적으로 일정한 크랙의 틈을 보이며 인장에 의한 할렬파괴에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 이차크랙의 미시적 관측에서는 미소파쇄대가 관측되었다. 이차크랙의 파괴구간 내에서는 입자 및 집괴의 분리, 경사진 미소파쇄대의 형성 및 불규칙한 크기의 틈을 가진 미소파쇄대가 관측되었다. 이러한 결과는 이차크랙이 전단에 의해 형성됨을 보이고 있다 날개크랙과 이차크랙은 서로 다른 크기의 파괴진행구간을 보이고 있으며 각각의 크랙의 진행 방향에 직각방향으로 측정된 파괴진행구간의 폭은 날개크랙의 경우 10$\mu{m}$에서 20$\mu{m}$ 정도이며 이차크랙은 100$\mu{m}$에서 200$\mu{m}$ 정도이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.667-675
• /
• 2004

본 논문은 CFRP 격자 보강재로 보강한 콘크리트 슬래브의 파괴형태와 보강설계기준에 대한 연구이다. 실험 연구에서 채택한 시험변수로는 CFRP 격자 보강재의 양, 보강 모르타르의 깊이, 앵커핀의 유무, 압축부 보강 등이다. 연구에 의하면 CFRP 격자 섬유 보강량에 따라 파괴형태가 다르게 나타났는데 낮은 보강수준에서는 FRP 격자의 인장 파단파괴를 보였고 보통의 보강정도에서는 격자층 계면전단파괴가 발생하였다. 높은 보강량을 가진 슬래브에서는 사인장전단파괴 형태를 나타냈다. 보강 효과는 FRP 격자 보강재의 양이 증가할수록 증대하였으나 취성 전단파괴에 의해 연성은 감소되었다. 따라서 FRP 격자 보강량을 제한함으로써 갑자기 하중 지지력을 상실하는 전단파괴를 피할 수 있다. 파괴형태 중 CFRP 파단파괴가 바람직한데 그 이유는 섬유파단 후에도 극한상태에서 보강 전 슬래브의 하중지지력과 연성을 가지고 있기 때문이다. 마지막으로 본 논문은 CFRP 격자섬유보강설계기준과 과정을 제시하고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.81-94
• /
• 2010

본 연구는 선형 상보법으로 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형보의 파괴역학적 해석을 수치해석으로 수행하였다. 기존의 보통강도 콘크리트에 대한 유사 취성 파괴역학적 수치해석을 기반으로 초고강도 섬유보강 콘크리트 재료역학적 구성모델파괴 면에 인장경화 관계를 도입함으로써 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형 거더 해석을 개선시켰다. 상수변형률 삼각형 요소에 꼭지점 또는 요소의 중앙점 절점을 배제하고 요소의 변에 절점을 배치한 결합된 삼각형 요소를 사용하였다. 인장영역에서는 경화/연화 파괴역학적 구성모델을, 전단영역에서는 연화 파괴역학적 구성모델을, 경계절점의 압축에 대해서는 연화파괴역학적 구성모델을 사용하여 파괴역학적 해석을 수행하였다. Non-holonomic rate 형태로 경로에 의존적인 경화연화거동을 LCP로 방정식을 구성하였으며, 그 해는 PATH를 사용해서 구하였다. Piece-wise 비탄성 항복-파괴면은 두 개의 압축 caps, 두 개의 Mohr-Coulomb 파괴면, 인장항복면과 인장파괴면 등으로 구성하였다. 초고강도 섬유보강 콘크리트 거더의 변형거동과 파괴 상태와 비교하여 이 수치해석 방법에 대한 유효성을 검증하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.59-68
• /
• 2010

이 연구에서는 얇은 두께의 복부를 갖는 세장한 벽체의 변형능력을 평가하였다. 벽체의 주요한 파괴 모드로서 휨항복 이후 비탄성거동을 보이는 벽체에서 주로 관찰되는 복부압괴와 철근인장파단을 고려하였다. 길이 방향 인장변형은 벽체의 파괴변형에 중요한 영향을 미치므로, 트러스모델을 기반으로 단조하중 및 주기하중을 받는 벽체에 발생되는 길이 방향 인장변형률을 예측하였다. 예측된 길이 방향 인장변형을 고려하여 복부압괴 및 철근인장파단에 의한 벽체의 파괴기준을 정립하였다. 제안된 방법을 사용하여 단면 양단부에 단부요소를 갖는 17개 실험벽체의 변형능력을 평가하고 그 결과를 실험값과 비교하였다. 제안된 방법은 실험벽체의 파괴 모드와 변형능력을 합리적이면서 보수적으로 예측하는 것으로 나타났다.

• Composites Research
• /
• 제14권4호
• /
• pp.15-26
• /
• 2001

Implant용 bioabsorbable 복합재료의 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘을 micromechanical 시험법과 음향방출을 이용하여 평가하였다. Poly(ester-amide)와 bioactive 유리섬유의 인장 강도와 탄성률 그리고 연신율은 분해시간에 따라 점차적으로 감소하는 경향을 보인 반면, chitosan 섬유는 분해시간 내에서 거의 변화가 없었다. Dual matrix composite 시험법을 이용하여 측정된 bioactive 유리섬유와 poly(L-lactide) 사이의 계면전단강도는 chitosan이나 poly(ester-amide) 섬유의 경우 보다 큰 값을 보였다. 그리고 계면전단강도 감소는 bioactive 유리섬유 강화 poly(L-lactide) 복합재료에서 가장 빨랐으며, chitosan 섬유의 경우가 상대적으로 가장 느린 경향을 보였다. Poly(ester-amide) 섬유의 분해시간에 따른 음향방출 진폭과 에너지는 점차로 감소하였고, 음향방출 진폭의 분포 역시 점차 좁아짐을 보여주었다. Bioactive 유리섬유에서 인장파단에 의한 음향방출 진폭과 에너지는 압축파단의 경우 보다 크게 나타났으며, 또한, 인장 및 압축시험 모두에서 초기상태가 분해 후 보다 더 큰 값을 보였다. 본 연구에서 평가한 계면물성과 미세파괴분해 메카니즘은 생흡수성 복합재료의 성능을 조절할 수 있는 중요한 요소가 될 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권7호
• /
• pp.167-177
• /
• 2009

본 연구에서는 터널 붕괴붕락의 유형 중 국부 암괴하중에 의한 숏크리트 라이닝의 파괴특성을 유한요소 해석을 통해 고찰하였다. 우선, 기존 터널 라이닝 파괴특성을 보다 체계적으로 파악하기 위하여 암반과 숏크리트체 강성비와 부착강도의 특성에 변화를 주어 총 9가지의 조건을 설정하였다. 각 조건에 대한 블록낙하실험(falling block test)환경에서 수치해석을 수행하여 파괴양상을 고찰해 보고 기존의 이론적 파괴 메카니즘과 비교/평가하여 보았다. 결과적으로, 기존 문헌에서 언급된 4가지 파괴모드(점착파괴(adhesive failure), 직접전단파괴(direct shear failure), 휨인장파괴(flexural failure) 및 휨전단파괴(punching shear failure))가 모두 구현되긴 하였으나, 점착파괴는 항상 타 파괴유형과 동반되어 나타나며, 별도의 파괴유형으로 분류하는 것은 부적절하다고 판단되었다. 또한 기존 관련 연구에서는 터널공학의 주요개념인 아칭효과에 대해 고려치 않고 단순보 개념하에서 라이닝의 파괴특성을 고찰하였으며, 굴착에 의해 부가되는 라이닝의 초기 축력을 고려치 않고 있다. 이에 대해 터널특성에 부합된 경계조건들을 고려하여 신규 라이닝 파괴모드를 재 고찰하였으며, 곡률이 있는 터널 라이닝조건에서는 크게 두 가지 파괴유형으로 분류할 수 있는 것으로 파악되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.60-67
• /
• 2020

최근 HPFRCC의 구조 거동에 대한 연구가 많이 이루어져 왔으나, 휨 거동에 대한 연구가 주로 수행된 반면, 전단 거동에 대한 연구는 많이 부족한 상황이다. 이 연구에서는 전단 철근이 없는 HPFRCC 보 부재의 전단 강도를 합리적으로 예측할 수 있는 모델을 개발하였다. 모델을 개발하기 위해 HPFRCC 보 부재를 휨 모멘트에 저항하는 상·하현재와 전단력에 저항하는 복부 전단 요소로 간단히 이상화하였다. 이후 HPFRCC의 인장 거동 특성을 바탕으로 전단 파괴 시 복부 전단 요소의 주압축대 기울기 및 전단 응력을 산정하였으며, 이로부터 HPFRCC 보부재의 전단 강도를 산정할 수 있는 모델을 제안하였다. 제안 모델의 검증을 위해 기존의 전단 파괴된 48개의 HPFRCC 보 부재의 실험 결과와 비교하였다. 실험과 비교한 결과, 제안 모델이 실제 전단 강도를 평균 1.045, 변동계수 0.125로서 상당히 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다. 이 연구의 주요 내용은 향후 HPFRCC가 적용되는 부재 또는 구조물에 대한 관련 연구 및 설계에 유용할 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.677-684
• /
• 2007

본 연구에서는 유리섬유시트로 휨보강된 RC 보의 파괴 양상을 분석하고, 부착파괴를 방지하기 위한 실험 연구를 수행하였다. 부착파괴를 방지하기 위한 방법으로 부착길이를 증가시키는 방법과 U형 보강 방법 및 에폭시 전단키 보강 상세에 대하여 검증하였다. 유리섬유시트의 부착길이는 콘크리트 계면과 보강재 사이의 부착강도를 가정하여 계산하였다. U형 보강 방법은 콘크리트 밑면에 부착된 유리섬유시트의 단부 혹은 중앙부를 U형으로 감싸서 보강하였다. 콘크리트 하부에 매립된 전단키는 유리섬유시트의 인장력에 대하여 충분한 부착력을 제공하도록 하였다. 단부 U 보강과 중앙부 U 보강은 부착파괴를 방지하기 위해 기존에 제안된 방법이며, 에폭시 전단키는 본 연구에서 제시된 새로운 방지 상세이다. 유리섬유시트의 부착파괴 방지 상세에 대한 효과를 검증하기 위하여 총 6개의 실험체를 제작 실험하였다. 본 실험 결과에 의하면 부착길이 및 단부 U 보강 상세를 적용하는 방법은 조기 부착파괴를 억제하지 못하는 것으로 나타났다. 반면 중앙부 U 보강 상세는 보강재를 따라 발생하는 박리균열의 진행을 억제시키기 때문에 부착파괴를 지연하는 효과가 있으며, 전단키의 경우는 부착파괴를 충분히 방지하며 유리섬유시트의 파단을 유도하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제8권4호
• /
• pp.223-230
• /
• 2004

도심지의 흙막이 공사에서 앵커의 인장력에 의해 굴착면을 지지하는 제거식 그라운드 앵커의 사용성이 중시되고 있다. 현재 현장에서 주로 이용되고 있는 압축분산형 앵커는 강선의 길이가 달라 기존 인장장치로 긴장력 도입시 일정한 긴장력을 취할 수 없어 앵커 거동에 문제점을 야기하고 있다. 따라서 Auto back 인장장치를 사용하여, 각 강선에 일정한 긴장력의 도입을 시도하는 현장실험을 실시하였다. 본 연구는 기존 인장장치와 Auto back 인장장치의 현장실험에 따른 실험결과치를, 탄성론에 의거하여 계산된 이론치와 비교 분석하였다. 그 결과 기존 인장장치는 강선의 수가 증가할수록 긴장력 차이가 더 증가하고 있음이 확인되었다. 이는 하중이 집중된 강선의 극한파괴와 지반의 전단파괴를 야기할 수 있다. 따라서 Auto back 인장장치에 의한 긴장이 이루어져 강선에 긴장력을 균등 분배해야 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.197-200
• /
• 2008

이전 연구에서 제안된 변형률 기반 전단강도모델을 휨-압축 부재에 적용하여, 프리스트레스트 콘크리트 보의 전단강도를 예측하기 위한 해석모델을 제안하였다. 전단보강 되지 않은 콘크리트 휨-압축 부재에서는 균열발생 이후, 일반적으로 인장대보다 콘크리트 압축대가 주로 전단력에 저항한다. 압축대 콘크리트의 전단성능은 콘크리트의 재료 파괴기준을 통해 정의된다. 그리고 압축대의 전단성능은 단면에 작용하는 수직응력과의 상관관계를 고려하여, 주응력방향에 의해 결정되는 파괴면을 따라서 산정된다. 압축대의 수직응력 분포는 부재의 휨변형에 따라 변화하므로, 압축대 단면의 전단성능은 휨변형에 대한 함수이다. 부재의 전단강도는 전단 성능 곡선과 수요 곡선의 교점에서 결정된다. 제안된 해석모델을 기존 연구자들의 실험 연구 결과와 비교한 결과, 실험체의 전단강도를 정확하게 예측하였다.