• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.87-93
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• 2010

저수지의 수위변화는 저수지 주변 강기슭 사면파괴의 주요 요인이다. 중국의 삼협댐 저수위는 홍수량 조절을 위해 145m와 175m사이에서 변화한다. 삼협댐 저수위의 정상적 운영상태에서 저수위 변동속도는 0.67m~3.0m의 범위에 있다. 마지아고 사면은 자시강의 2.1km 상류 좌측기슭에 위치한다. 자시강은 삼협지역내에 있는 양츠강의 지류이다. 2003년 저수위가 95m에서 135m로 상승한 직후, 마지아고 사면의 후면부에서 길이 20m, 폭 3~10의 균열이 발생하였다. 지금은 균열 보수 후 특별한 징후는 보이지 않고는 있으나, 이 큰 균열은 마지아고 사면의 산사태 가능성을 암시하고 있었다. 이 연구에서는 침투해석에서 얻어진 간극수압을 저수위 변동에 따른 안전율 변화를 평가하기 위해 사용되었다. 안전율 평가는 한계평형해석에 의한 사면안정해석에 의해 수행되었다. 한계평형해석에서 전단강도에 미치는 부의 간극수압 효과는 불포화 흙에 대한 프레드런드의 전단강도식을 사용하여 고려하였다. 연구결과 강기슭사면의 안전율은 저수위의 상승, 하강에 따라 감소와 증가의 경향을 보이나, 가장 위험한 상태는 저수위가 최대높이를 장기간 유지할 때인 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.121-127
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• 2018

액체침투탐상법(PT)을 이용한 직경 1 m, 길이 6 m의 초장대형 파이프내면 육성용접부의 표면결함 진단시스템을 개발하였다. 우선 CATIA를 사용하여 주요 유닛 및 PT machine 전체를 3D 모델링하였으며, 이를 구조강도 및 변형 해석에 사용하였고 또한 각 유닛의 동작 간섭현상을 체크하여 2차원 제작도면 생성으로 제작에도 사용하였다. ANSYS를 사용하여 구조강도 해석 및 변형 해석한 결과, 최대 등가응력은 44.901 MPa 발생하였고, 이는 PT machine의 재질인 SS400의 항복인장강도 200 MPa 보다 작으므로 안전하다고 판단되며, 또한 최대 변형은 0.15 mm 발생하였고, 이는 하중이 제거되면 원래대로 돌아간다고 판단된다. 개발된 장비의 성능을 검증하기 위하여 공작물의 최대이동속도 7.2 m/min., 최대회전속도 9 rpm, 반복위치정밀도 1.2 mm, 검사속도 $1.65m^2/min$. 등을 확인하였으며, 이 모든 검사 항목은 개발 목표치를 만족하였다. ASME SEC. V&VIII의 방법에 따라 육성용접층의 균열, 기공, 인더컷 등의 표면결함 유무를 확인하기 위하여 개발한 PT 자동검사시스템을 사용하여 PT검사를 실시한 결과, 표면층의 결함은 관찰되지 않았다. 부가적으로 육성용접부를 평가하기 위하여 ASTM G48-11의 방법으로 Ferric Chloride pitting test에 따라 육성용접층의 부식시험을 실시한 결과 weight loss는 $0.3g/m^2$으로 만족하였으며, 또한 ASTM A751-14의 방법에 따라 육성용접층의 화학성분을 분석 결과 모든 성분이 규격을 만족하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-196
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• 2006

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.2037-2047
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• 1991

본 연구에서는 재료 결정격자의 기본단위나 결정립의 형상등 가장 기본적인 형태가 6각형이라는 점에 착안하여 취성재료의 파손모델로 부재들의 결손을 이용하는 결손확률모델을 제안하여 부재결손에 따른 각각의 파손 해석모델과 결손확률을 구한다. 그리고 비결손모델에서 구한 기본인장하중을 기초로 하여 해석하고자 하는 하중하에서 각각의 파손해석모델을 모델링하여 유한요소법으로 부재결손에 따른 요소중심에서의 최대주응력을 구하여 이론극한인장강도와의 비와 결손확률로 취성재료의 파손확률을 구한다. 또한 취성정도에 따른 균열길이에 대한 치수 매개변수를 구함으로써 재료강 도 연구에 기초가 되게 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.156-163
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• 2002

우리나라에서 교량이나 주차장 슬래브용으로 중공 슬래브를 활용한 예는 거의 없었다. 본 연구는 국내에서 생산중인 중공슬레브의 길이가 가장 큰 고성능 중공슬래브를 재설계하고, 그 적용성을 검토한 것이다. 이를 위해 최대 깊이 315 mm인 고성능 중공슬래브에 대하여 12.7 mm 슬래브 하부강선 10개와 상부강선을 4개를 배근한 중공슬래브 80mm 토핑콘크리트를 타설한 4개의 실험체에 휨실험을 실시하여, 차량 등을 위한 고하중에서의 활용성과 슬래브의 합성작용에 대한 검토를 병행하였다. 이 실험에서의 중공슬래브는 10 m-경간 슬래브에서 설계활하중 1,000 kgf/$m^2$를 고려할 때 강도설계에 적합한 연성적 휨파괴 거동을 보여주었다. 또한 슬래브와 토핑콘크리트의 합성거동을 위하여 사용한 직사각형 전단키와 원형 전단키는 모든 단부에서 순수 휨파괴까지 어떠한 미세 균열도 발생하지 않았으므로, 누 종류의 키는 전단키로 충분한 내력을 발휘한 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권1호
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• pp.105-113
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• 1997

콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 감소현상은 많은 관심을 받아 왔으나, 지금까지도 이에 대해 제시된 모델식이 없는 실정이다. 기존의 연구결과에 의하면 콘크리트의 강도는 부재의 크기가 증가할수록 감소하며 그 파괴거동을 규명하기 위해서는 비선형 파기역학 이론을 적용해야 함을 알 수 있다. 이전의 연구에서 표준형 콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 변화를 파괴역학 이론에 따라 연구하고 실용적인 예측 모델식을 제시한 바 있다. 이 논문에서는 높이/직경의 비가 2/1이 아닌 비표준형 실린더 공시체를 고려하여 보다 일반적인 실린더 압축강도 에측 모델식을 제시하고자 한다. 이를 위하여 최대골재크기가 미소균열영역에 미치는 영향을 이론적으로 고찰하였으며, 특성길이의 개념을 새로이 도입하여 일반화된 크기효과에 대한 모델식을 제시하였다. 이 연구의 결과는 기존 구조물에서 채취한 다양한 크기의 콘크리트 코아 강도 등을 예측하는데도 매우 실용적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.459-467
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• 2016

최근, 도로를 따라 지하 5~7m의 저심도에 설치되는 저심도 도시철도시스템의 경제성을 확보하기 위해, 신개념의 모듈식 개착 시공법을 개발 중에 있다. 본 연구에서는 상부 슬래브간의 연결부에 대한 구조성능 검증을 위해 루프이음을 가진 프리캐스트 철근콘크리트 부재들의 4점 재하 실험을 수행하였다. 전체 11개의 실험체가 제작되었으며 단면형상, 이음부 형상, 이음길이, 횡방향 보강철근을 변수로 이음이 없는 전단면 및 반단면 실험체와 비교하였다. 실험결과, 루프이음 실험체는 항복하중과 최대하중시 변위량 차이가 컸으며 이는 항복이후 접합부에서 발생한 균열이 확장됨에 따라 강성저하로 변위량이 급격히 증가한 것으로 판단된다. 또한 200mm의 루프이음을 가진 반단면 실험체의 경우, 이음이 없는 기준 실험체에 상당하는 휨성능을 확보하며 200mm 초과시 휨성능 향상의 정체기를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.719-727
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• 2008

GFRP 보강근의 인장강도 및 부착성능 등은 철근과 다르기 때문에 GFRP 보강근을 콘크리트 구조물에 적용하기 위해서는 GFRP 보강근으로 보강된 콘크리트 부재의 거동에 관한 연구가 선행되어야 한다. GFRP는 높은 비강도, 경량성, 비부식성 등의 장점을 가지고 있으나 탄성계수가 철근보다 작아 상대적으로 큰 처짐이 발생하는 단점이 있다. 교량 바닥판은 아칭효과 등에 의해 휨성능이 증가하므로 FRP 보강근을 우선 적용할 수 있는 대상 중 하나이다. 본 논문은 국내에서 개발된 철근 대체재용 GFRP 보강근의 콘크리트 구조물로의 적용 가능성을 관찰하기 위한 실험연구에 관한 것이다. 대상 실험체는 폭과 길이가 3,000 mm, 4,000 mm이고 두께가 240 mm인 실제 크기의 콘크리트 바닥판이다. 실험변수는 보강근 종류(철근, GFRP 보강근)와 보강비로 총 3개의 바닥판을 제작하였다. 정적실험을 수행하였으며 DB-24 하중등급의 축하중을 모사한 재하면적을 가진 직사각형 강재로 바닥판이 파괴될 때까지 집중하중을 가하였다. 철근 보강 바닥판과 GFRP 보강 바닥판의 거동차이를 최대성능, 처짐 및 균열 거동 등에 대해 비교 검토하였다.

• 광물과 암석
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• 제33권3호
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• pp.273-291
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• 2020

화강암 석산에서 1번 면, 2번 면 및 3번 면으로 알려진 세 직교하는 분할면의 강도 특성을 검토하였다. R, G 및 H 공시체는 거창 및 합천 지역에서 분포하는 쥬라기 화강암류의 블럭 샘플로부터 획득하였다. 이들 세 공시체의 장축의 방향은 세 면 각각에 수직이다. 세 면에 대한 판별에 유용한 주요 사항은 다음과 같다. 첫째, R, G 및 H 공시체의 일축압축강도와 관련된 세 그래프의 스케일링 특성을 보여 주는 도면을 작성하였다. 강도의 증가에 따라 세 공시체의 그래프는 H < G < R의 순으로 배열한다. 공시체 내부의 조직균일도를 지시하는 세 공시체에 대한 그래프의 경사각을 비교하였다. H 공시체(θ^H, 24.0°~37.3°)에 대한 상기한 각이 세 공시체 중에서 가장 낮다. 둘째, 두 공시체의 평균압축강도의 조합을 나타내는 RG, GH 및 RH 공시체의 세 그래프와 관련된 스케일링 특성을 도출하였다. 다양한 형태를 취하는 이들 세 그래프는 GH < RH < RG의 순으로 배열한다. 섯째, 강도차(Δσ_t)와 경사각(θ) 사이의 상관도를 작성하였다. 위의 두 파라미터는 -0.003의 지수(λ)를 갖는 지수함수의 상관성을 보여 준다. 두 화강암에서, RH-그래프의 경사각(θ^RH)이 가장 낮다. 넷째, 세 공시체에 대한 세 종류의 압축강도 그리고 각 공시체에 가해진 압축하중에 평행 배열하는 두 조의 미세균열에 대한 다섯 파라미터 사이의 상관 관계를 보여 주는 여섯 유형의 도면을 작성하였다. 거창 및 합천화강암에 대한 이들 도면으로부터, 빈도수(N, 0.872) 및 밀도(ρ, 0.874)와 함께 총 길이(Lt)에 대한 상관계수(R²)의 평균값(0.877)이 가장 높다. 또한, 세 공시체의 최소(0.768) 및 최대(0.804)의 압축강도에 비하여 평균압축강도와 관련된 상관계수의 값(0.829)이 보다 높다. 다섯째, 거창화강암의 세 공시체에서 발달된 상기의 두 조의 미세균열과 평행한 방향으로 측정한 압열인장강도의 분포 특성을 도출하였다. 관련 도면으로부터, R, G 및 H 공시체에 해당하는 이들 인장강도에 대한 세 그래프는 H(R1+G1) < G(R2+H1) < R(R1+G1)의 순을 보여 준다. 인장강도에 대한 세 그래프의 배열순과 압축강도에 대한 세 그래프의 배열순과 상호 부합한다. 따라서, 세 공시체의 압축강도는 상기한 세 유형의 인장강도와 상호 비례한다. 여섯째, 상기한 세 그래프에서 도출한 각 누적수(N=1~10)에 해당하는 세 인장강도 그리고 각 그래프에 해당하는 다섯 파라미터의 값 사이의 상관 계수를 도출하였다. 10개의 상관도에서 도출한 각 파라미터에 대한 상관 계수의 평균값은 밀도(0.763) < 총 길이(0.817) < 빈도수(0.839) < 평균 길이(Lm, 0.901) ≤ 중앙 길이(Lmed, 0.903)의 순으로 증가한다. 일곱째, 세 공시체에 대한 일축압축강도 그리고 압열인장강도 사이의 상관도를 작성하였다. 상기한 상관도는 세 종류의 압축강도 그리고 다섯 그룹(A~E)의 인장강도를 근거로 아홉 유형으로 분류하였다. 관련 도면으로부터, 최소압축강도를 제외한 평균 및 최대압축강도와 함께 인장강도가 증가할수록, 상관계수의 값은 급격하게 증가한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.153-161
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• 2007

본 논문은 다양한 연성 능력을 갖는 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 성능을 평가하고자 하였으며, 시멘트 복합체의 연성은 보강 섬유의 종류 및 혼입률에 따라 좌우되게 된다. 본 연구에 사용된 섬유는 폴리프로필렌(PP)와 폴리에틸렌(PE),그리고 PE 섬유와 5연선의 강섬유를 하이브리드하여 사용하였으며, PP 섬유의 혼입률은 2.0%, PE 및 하이브리드 고인성 시멘트 복합체의 혼입률은 1.5%로 하였다. 철근의 겹침이음길이는 일반 콘크리트에서 철근의 겹침 이음에 사용되는 ACI 규준에 의해 산정하였다. 고인성 시멘트 복합체 내에서 철근의 겹침 이음 실험을 수행한 결과, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도가 콘크리트에 비해 $82{\sim}91%$정도 높게 나타났으며, PE1.5 및 PE0.75+SC0.75 시험체의 겹침 이음 강도 및 에너지 흡수 능력이 PP2.0에 비해 높은 것으로 나타났다. 따라서 철근의 겹침 이음 성능은 섬유의 혼입률보다는 섬유의 인장강도 및 탄성계수에 의해 향상됨을 알 수 있었다. 또한 고인성 시멘트 복합체는 시멘트 복합체 내에서 섬유의 가교 작용으로 인해 미세균열의 분산 특성 및 최대강도 이후 연성적인 강도 저하를 보이는 것으로 나타났다.