• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.581-589
• /
• 2004

본 논문에서는 일정진폭 휨인장 및 쪼갬인장 반복하중을 받는 콘크리트의 피로신뢰성과 모델제안을 위하여 도로포장에 사용되는 콘크리트를 대상으로 연구하였다. 실험데이터는 2-모수 Weibull 확률분포함수를 사용하여 신뢰성 해석을 수행하였고, 적합도 검정을 통하여 이를 기반으로 한 모델을 제시하였다. 피로실험은 $150 mm{\times}75 mm$ 시험체의 쪼갬인장피로 실험방법과 $150 mm{\times}150 mm{\times}550 mm$ 시험체의 휨인장피로 실험방법을 적용였으며 일정 진폭 피로하중에 대하여 수행하였다. 두 가지의 실험방법에 대하여 응력 수준 90, 80, $70\%$로 변화하여 실험하고 이때 적용한 응력비는 0.1, 하중재하속도 20Hz, 정현파(sine)를 적용하였다. 연구결과 콘크리트 피로데이터의 분산성으로 인하여 보다 정확한 해석을 위해 두 가지의 해석 기준을 설정하여 제시하였으며, 그래픽방법, 모멘트방법 및 최우도법에 의해 2-모수 Weibull의 매개변수 $\alpha$와 u를 계산하고 이를 이용하여 확률밀도함수(P.D.F)와 누적분포함수(C.D.F)를 도시하였다. 또한, Weibull의 확률분포함수를 이용한 신뢰성 해석은 Kolmogorov-Smirnov의 방법을 사용하여 $5\%$의 유의수준에서 적합도 검정을 수행한 결과 채택되는 것으로 나타났다. 이러한 해석에 기초하여 쪼갬인장피로실험과 휨인장피로 실험에 대한 피로모델을 제시하고 응력수준에 따른 피로수명과 200만회 및 1,000만회에서의 피로강도를 산정하여 제시하였으며 국외의 주요 피로모델과 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.27-35
• /
• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권4호
• /
• pp.57-66
• /
• 2008

본 연구에서는 쪼갬 인장시험과 Fang, H. Y. and Fernandez(1981)에 의해 고안된 일축관입시험을 통한 동결토의 인장강도를 살펴보았다. 본 연구는 영하 15도의 환경 속에서 화강풍화토, 표준사와 카오리가 혼합된 사질 혼합토의 일축관입인장강도와 쪼갬 인장강도가 어떻게 변화하는지를 고찰하였다. 동결공시체는 함수비, 점토함량에 따라 다양하게 실험을 실시하였으며, 함수비와 점토함유량에 따라 일축관입인장강도와 쪼갬 인장강도간의 상호관계를 분석하였다. 결과를 요약하면, 평균적으로 쪼갬 인장강도는 일축관입인장강도에 비해서 4배정도 큰 강도를 나타내었다. 함수비가 증가함에 따라 두 인장강도간의 차이가 크게 나타났으며, 그리고 점토함량이 증가할수록 두 인장강도는 모두 감소하는 경향을 나타내었다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
• /
• 한국도로학회 2002년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.149-156
• /
• 2002

• 한국도로학회:학술대회논문집
• /
• 한국도로학회 2002년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.169-176
• /
• 2002

• 산업기술연구
• /
• 제23권A호
• /
• pp.139-147
• /
• 2003

The purpose of this study was to investigate and analyze the fatigue test data of pavement concrete. The static strength tests were carried out to check the compressive strength, flexural strength, and split tension strength at 56 days in order to minimize strength variation effect during test. The specimens were fabricated at twelves sections at a construction site of highway. The stress level and stress ratio of fatigue test were determined from static test results. The results are as follow: The flexural strength at 28 days mostly satisfied the criterion for design, but the compressive strength at 28 days were slightly below the criterion even though it satisfied at 56 days. The fatigue limit was 2 million cycles if the specimen was not failed to that cycles. The S-N curves were developed from the fatigue test results at each stress levels and each stress ratio. Then, the fatigue life of pavement concrete at a given stress level and fatigue strength of pavement concrete could be derived from these curves. Analysis using method No.2 was more acceptable because resulting of comparison and analysis using method No.2 was presented 2 sections were presented $R^2$ < 0.7, and other 2 sections were presented 0.7 < $R^2$ < 0.8, and the others 8 sections were $R^2{\geq}0.8$.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권3호
• /
• pp.5-16
• /
• 2015

본 연구에서는 토사 또는 암반 틈새에 주입하는 그라우팅(시멘트 페이스트)에 섬유를 혼합할 경우 발생하는 인장강도의 특성을 연구하였다. 이와 같이 시멘트로 고결된 토목재료의 인장강도 평가에는 간접적인 방법으로 인장강도를 평가하는 쪼갬인장시험을 주로 사용하고 있다. 하지만, 본 연구에서는 강섬유 또는 PVA 섬유를 중량비로 0%, 0.5%, 또는 1% 혼합한 시멘트 페이스트 내에 유압 실린더를 내장한 직경 15cm, 높이 30cm의 공시체를 제작한 다음 공시체 내부에서 직접 인장력을 가하는 직접인장시험법을 개발하였다. 또한 동일한 재료로 직경 5cm, 높이 10cm 공시체를 만들어 쪼갬인장시험을 실시하여 인장강도 시험방법에 따른 시멘트 페이스트의 인장강도를 비교, 평가하였다. 각각의 공시체는 대기 중에서 7일 또는 28일 양생한 다음 인장시험을 실시하였다. 시험방법에 따른 인장강도는 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험법이 쪼갬인장시험법 보다 96%-290% 정도 높은 값을 보였다. 한편 두 종류의 인장시험법에 대한 3차원 유한요소해석을 실시하였으며, 실험 결과와 유사하게 내장형 실린더 인장시험법이 3배 정도 높은 인장강도를 보였다. 섬유 혼합량이 1%까지 증가함에 따라 인장강도는 시험방법에 관계없이 7일 양생한 공시체는 119%-190%, 28일 양생한 공시체는 23%-131%까지 증가하였으며, 양생일수가 7일에서 28일로 증가함에 따라 인장강도는 대부분 감소하는 경향을 보였다. 대부분의 경우 강섬유가 포함된 경우보다 PVA 섬유가 포함된 경우에 약 14%-38% 정도 높은 인장강도를 보였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권5호
• /
• pp.1505-1516
• /
• 2014

본 연구에서는 시멘트 고결토 내에 실린더를 내장시킨 다음 유압으로 공시체 내부에서 인장력을 가하여 공시체를 직접 파괴시키는 직접인장시험 방법에 대한 연구를 수행하였다. 또한 기존 아령모양의 공시체를 이용한 직접인장시험과 대표적인 간접인장시험인 쪼갬인장시험을 실시하여 인장시험 방법에 따른 차이를 비교하였다. 인장시험용 공시체는 모래/시멘트비를 3:1 또는 1:1로 제작한 다음 7일 및 28일 동안 대기중 양생하였으며, 동일한 경우에 대해 10개의 공시체를 실험하여 평균값을 비교하였다. 한편 일축압축시험도 실시하여 일축압축강도와 인장강도의 비를 분석하였다. 내장형 실린더를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 인장강도는 아령모양 공시체를 이용한 직접인장시험으로부터 얻은 값보다 다소 높은 인장강도를 보였지만, 아령모양 공시체를 이용한 시험방법은 공시체 제작이 불편하고 시험 중 변곡부에서 파괴되는 경우가 자주 발생하였다. 탄성파괴를 일으키는 콘크리트나 암석에 적용하는 쪼갬인장시험방법으로 부터 얻은 인장강도는 표준편차가 가장 컸을 뿐 아니라, 시멘트 고결토와 같이 강도가 상대적으로 약해 탄소성파괴를 일으키는 재료에는 적용하기 어려웠다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.581-589
• /
• 2014

이 논문은 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장 부재의 인장강화효과에 대해서 직접인장 실험을 통하여 비교 분석한 것이다. 이를 위하여 피복두께를 변수로 하는 직사각형 단면의 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 직접인장실험체를 각 6개씩 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과에 따르면 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장부재는 피복두께가 두꺼워질수록 인장강화효과가 증가하였으며, 비정질 강섬유가 일반 강섬유보다 인장강화효과가 더 우수하였다. 강섬유 보강에 따른 쪼갬균열의 발생 및 진행이 크게 감소하였으며, 비정질 강섬유로 보강된 경우는 철근 직경의 2배 이상 피복두께가 확보되면 쪼갬균열이 억제되고 그에 따라서 인장강화효과가 크게 증가하였다. 특히 일반 강섬유와 비교하여 비정질 강섬유로 보강된 철근콘크리트 부재의 경우는 현행 설계기준의 인장강화효과 규정과는 다르게 작용하중에 따라서 인장강화효과가 증가하였는데, 이 결과는 인장강화효과의 크기를 결정하는 인장강성 계수의 분석을 통하여 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제23권6호
• /
• pp.791-797
• /
• 2011

이 논문은 인장증강효과에 대한 피복두께의 영향을 알아보기 위하여 실시한 12개의 축하중을 받는 직접인장 실험체의 실험 결과를 정리 분석한 것이다. 피복두께와 철근 직경의 비를 주 변수로 선정하여 6개의 서로 다른 피복 두께를 갖는 실험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 실험 결과에 따르면 피복두께가 얇을수록 쪼갬균열의 영향이 크게 나타났으며, 인장증강효과와 균열간격이 감소하였다. 그리고 균열안정화 단계에서의 인장증강효과도 피복두께가 얇아질수록 감소하는 것을 확인하였다. 현행 설계기준의 인장증강효과 모델들은 피복두께의 변화에 따른 인장증강 거동의 차이를 반영할 수 없으며, 특히 피복두께가 얇을수록 인장증강효과가 감소하는 현상을 고려하지 못하고 있다. 따라서 이 연구에서 수행한 실험 및 분석 결과를 근거로 하여 인장증강효과에 피복두께의 영향을 반영할 수 있는 인장증강 계수 수정식을 제안하였다.