• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.295-306
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• 2010

암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률($10^{-4}{\sim}0.5%$) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성 계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.141-150
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• 1987

1973년(年)에 완공(完工)된 소양강댐은 매설계기가 잘 설치되어 그 댐의 응력(應力)과 변형(變形)의 측정결과는 이미 발표된 바 있다. 그러나 이론적(理論的)인 해석은 지금까지 이루어지지 않았다. 본(本)연구(硏究)는 시공시(施工時) 재료의 자중을 받고 또 담수시 물 하중을 받게 되는 댐 본체의 응력(應力)과 변형(變形) 거동을 수치적(數値的)으로 해석하려는데 그 목적(目的)이 있다. 해석(解析)에 사용(使用)된 구성법칙(構成法則)은 Duncan 등(等)이 개발한 hyperbolic 모델이며, 시공단계(施工段階)를 모방한 비선형증가(非線型增加) 유한요소해석(有限要素解析)이 본(本) 연구(硏究)에 적용되었다. hyperbolic 파라미터들은 문헌에서 추정하여 사용(使用)하였다. 이론적(理論的) 해석(解析)으로부터 얻어진 결과는 댐의 임의의 단면에서의 변형특성과 응력벡타를 명확(明確)하게 나타내었다. 해석결과는 최대단면(最大斷面)에서의 변형측정치(變形測定値)와 잘 일치(一致)하였으나 수평변형(水平變形)과 심벽(心壁)에 생긴 응력에 있어서는 약간의 차이를 보였다. 수치해석과 측정치와의 비교(比較)로부터 얻은 본댐의 거동의 특징(特徵)은 심벽에서 비교적(比較的) 큰 시공침하(施工沈下)가 생겼고, 심벽의 토피하중(土被荷重)은 아아칭 효과에 의해 상당히 감소되었고, 또 양안부근(兩岸附近)에서는 수평변위(水平變位)가 커서 인장구역(引張區域)이 생길 수 있다는 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.67-73
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• 2017

최근 초고층 빌딩과 같은 대형 구조물의 증가로 인하여 기초의 허용 지지력 확보를 위한 대구경 말뚝의 수요가 급속히 증가하고 있다. 이 연구에서는 기성 대구경 PHC말뚝의 전단성능을 향상시키기 위하여 속채움 콘크리트와 전단철근을 사용하여 대구경 합성 PHC말뚝을 제작하였다. 제작된 시험체는 KS규격의 전단강도 시험방법에 따라 수행하였고 변위제어 방법으로 진행하였다. 전단시험을 통하여 F 시험체는 휨균열과 경사균열이 발생한 이후 급작스런 수평균열이 발생하였으나, FT 시험체는 수평균열의 발생 없이 말뚝의 전 지간에 걸쳐 휨균열과 전단 경사균열이 일정 패턴으로 발생하였다. 또한, 대구경 합성 PHC말뚝의 최대하중은 PHC말뚝과 비교할 경우, F 시험체의 경우 2.9배, FT 시험체의 경우 3.3배 이상으로 크게 향상된 것을 확인하였다. FT 시험체의 높은 전단 저항 능력은 전단철근의 배근으로 인하여 대구경 합성 PHC 말뚝이 우수한 합성거동을 하였고, 발생한 전단균열의 성장을 효과적으로 제어하였기 때문인 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6D호
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• pp.719-726
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• 2009

본 연구에서는 슬래브와 보조기층 간의 마찰 특성을 조사하기 위하여 국내 콘크리트 포장에 주로 사용되는 린 콘크리트, 쇄석, 아스팔트 보조기층에 대하여 마찰력 실험을 실시하였다. 이 외에도 분리막 사용 여부와 보조기층의 습윤 상태를 실험변수로 사용하였다. 슬래브에 40mm/hour의 속도로 수평하중을 가한 1차 하중 재하 시와 안정화 상태(2차 및 3차) 및 습윤상태(4차)에서의 슬래브의 수평변위와 마찰계수를 측정하였다. 1차 하중재하 시 린 콘크리트, 아스팔트, 쇄석, 그리고 분리막을 사용한 보조기층 순으로 최대 마찰계수가 컸으며, 안정화 상태에서는 아스팔트, 쇄석, 린 콘크리트 그리고 분리막을 사용한 보조기층 순으로 크게 측정되었다. 분리막을 사용한 보조기층은 습윤 상태에 의한 영향이 거의 없었으나 분리막을 사용하지 않은 쇄석 및 아스팔트 보조기층은 습윤 상태로 인하여 마찰계수가 감소하였다. 향후 슬래브의 두께와 아스팔트의 온도 민감성이 미치는 영향에 대한 추가 마찰력 실험이 수행될 것이다. 그리고, 실험 결과를 이용한 구조해석을 통하여 슬래브와 보조기층 간의 마찰특성이 콘크리트 포장의 거동 및 공용성에 미치는 영향을 조사할 계획이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제28권2호
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• pp.147-161
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• 2012

본 연구에서는 유한요소해석 방법을 사용하여 임플란트 지지 3본 고정성 가공 의치에 수평적인 부적합이 존재할 때 그 정도가 임플란트 인접골 응력 발생에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 3본 고정성 가공의치, 임플란트/악골 복합체로 구성된 해석 모델은 3차원으로 연구되었다. 3본 고정성 가공의치의 체결 간격은 하악 제2 소구치와 제2 대구치에 17.9mm 거리로 식립된 임플란트 간격에 비해 0.1mm 짧거나(17.8mm), 0.1mm 길게(18.0mm) 모델링하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 지대주 간의 체결은 총 6단계로 모사되었고 각 단계별로 가공의치가 하방으로 0.1mm 씩 변위되었다. 유한요소해석에는 PC용으로 출시된 DEFORM$^{TM}$ 3D 프로그램(ver 6.1, SFTC, Columbus, OH, USA)을 사용하였다. 3본 고정성 가공의치와 임플란트 사이의 응력은 von-Mises 응력, 최대 압축 응력, 필요한 경우 방사상 응력을 평가하였다. d=18.0mm인 모델에서는 가공의치와 지대주간의 체결이 이루어지지 않은 반면, d=17.8mm 인 모델에서는 성공적으로 체결이 가능했다. 체결 여부를 떠나 과도하게 높은 응력이 체결과정과 그 이후에 발생되었는데, 17.8mm 모델의 경우 체결완료 후에도 임플란트 주위 변연골에서 잔류하는 인장 및 압축 응력이 각각 최대 186.9MPa과 114.1MPa이었다. 이 경우 임플란트로부터 2mm 떨어진 부분까지 압축 응력이 골개조 장애 임계 응력인 55MPa($4,000{\mu}{\varepsilon}$과 같은 크기)보다 크게 측정되었다. 3본 고정성 가공의치의 0.1mm 크기의 수평적 부적합은 체결 과정뿐만 아니라 완료 후에도 인접 변연골에 높은 응력을 발생시킬 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.31-42
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• 2015

강성벽 일체형 철도보강노반의 열차하중 하에서의 성능을 평가하기 위하여 실물 단선 철도 노반과 동일한 규모인 높이*폭*길이(5m*6m*20m)의 보강노반을 건설하였다. 철도보강노반은 높이의 30~40%의 짧은 보강재와 강성벽체, 보강재 연직배치간격 30와 40cm를 적용한 특징이 있다. 경제성 및 시공성 향상을 위하여 강성벽체와 보강토체와의 일체화 연결방식을 3종류(용접형, 힌지볼트형, 굵은 철사형)로 다르게 설계하였다. 철도 설계하중 50kPa의 19.6배에 해당되는 0.98MPa (최대시험하중 5.88MN) 최대하중에 대하여 2회 정하중 재하시험을 실시하였다. 철도보강노반의 성능은 파괴에 대한 안정성, 지지력과 침하, 벽체 발생 수평변위, 보강재 발생 변형률에 대한 검토로부터 평가하였다. 실물 실대형 시험결과로부터 높이의 35% 수준의 짧은 보강재와 힌지 볼트형 연결방식을 채택한 강성벽체 일체형 철도보강노반에서 40cm의 보강재 연직간격을 적용하여도 열차 설계하중 하에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 농업과학연구
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• 제19권1호
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• pp.79-90
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• 1992

화강토가 축조재료(築造材料)인 안동(安東)댐에 대하여 FEM에 의한 침하(沈下) 및 응력(應力)을 고찰(考察)해본 결과 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 안동다목적(安東多目的)댐의 층별(層別) 수직침하는 FEM에 의한 값과 실측치(實測値)가 잘 일치하며, 최대침하(最大沈下)는 중앙부분(中央部分)인 표고(標高) 130m 부근에서 40cm가 발생(發生)했으며 해석치(解析値)는 42cm를 나타냈다. 2. 중심(中心)부근에서의 침하(沈下)크기도 해석결과(解析結果)와 계측치(計測値)가 대체로 일치하며, 심벽부가 가장 크고 다음으로는 투과부(透過部), 안정부(安定部), 석괴부 순으로 나타났다. 3. 수평방향(水平方向)의 변위(變位)는 상류측(上流側)보다 하류측(下流側)에서 더 크게 나타났으며, 이는 상류(上流) 가물막이와 저수위(貯水位)의 영향(影響)으로 인한 결과(結果)로서 하류측(下流側)은 최대(最大) 21cm, 상류측은 17cm 정도가 일어났다. 4. 안동(安東)댐의 응력(應力)은 강성도(剛性度) 차이에 의해서 역(逆)아아칭작용이 발생했으며 이는 여과부(濾過部)의 강성(剛性)이 심벽부(心壁部)의 강성(剛性)보다 적기 때문이라고 판단된다. 5. Zone별(別) 주응력(主應力)값의 비(比)인 Load Transfer Ratio는 1.06 수준(水準)으로 역 아아칭작용이 발생하고 있음을 나타내고 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.583-603
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• 2023

최근 기계식 터널 굴착기술의 발전과 수압을 받는 해저철도 터널의 특성 상 쉴드TBM 공법이 해저철도 터널 설계 및 시공에 널리 적용되고 있다. 해저철도 터널은 일반적인 지중응력상태에서 거동하지 않고 외부 수압이 상시재하되는 상태이며 지진 시 지진파의 증폭에 의한 영향을 받게 된다. 특히 연약지반, 연약토사-암반 복합지반, 단층파쇄대 등 다양한 지반조건 하에서 작용하는 지진하중은 터널 변위 및 지보재 응력의 급격한 변화를 초래하여 터널 안전성에 큰 영향을 미친다. 또한 지진하중의 주기특성, 지진파형, 최대가속도 등의 재하조건에 따라 지반 및 터널의 동적 응답이 달라지며 이는 지반조건과 결합하여 더욱 복잡한 지반-터널 구조물계의 거동을 보여주게 된다. 본 연구에서는 해저철도 터널의 동적거동 평가를 위하여 수압을 고려하여 지반-터널 구조물계 전체를 유한차분해석 기법으로 모델링 하고 상호 지진 시 구조물 응답을 분석하였다. 해저철도 터널의 지진 시 동적 거동에 영향을 미치는 주요 인자는 지반조건과 지진파이므로 가상 지반조건에 따라 총 6가지의 해석 Case를 설정하였다. 가상 지반조건은 해석 대상영역의 지반이 모두 토사(풍화토)인 경우(Case-1), 모두 암반(경암)인 경우(Case-2), 터널 진행방향(종방향)으로 토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-3), 암반 내 폭이 상대적으로 좁은 파쇄대(w = 2.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-4), 터널 진행방향(종방향)으로 연약토사와 암반의 복합지반인 경우(Case-5), 암반 내 폭이 상대적으로 넓은 파쇄대(w = 10.0 m)를 터널이 통과하는 경우(Case-6)으로 구분하여 각각 모델링을 수행하였다. 해석 결과 지진에 의한 수평변위는 지반물성 증가에 따라 커지는 경향을 나타내었으나 주변 지반의 구속효과와 강성 세그먼트로 결합된 쉴드터널 구조물의 특성으로 인하여 다소 억제되는 경향도 함께 관찰되었다. 세그먼트의 부재력은 변위 발생 경향과는 달리 지반 강성이 약할수록 현저히 증가하는 경향을 나타내었으며 오히려 변위 억제 효과에 따른 부재력 증가가 뚜렷하게 관찰되는 특성을 확인하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제29권6호
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• pp.673-688
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• 1999

본 연구는 multiloop edgewise arch wire(MEAW)의 기계적 특성을 분석하기 위해, 1) 개별 브라켓간 부위에서의 MEAW의 하중변형률을 수종의 재질로 된 동일 규격의 교정용 호선과 비교하고, 2)개별 브라켓간 부위와 multi-L-loop 부위(측절치 브라켓의 원심연과 제2대구치 튜브의 근심연간의 거리)에서의 wire stiffness를 비교하며, 3)단일 L-loop와 multi-L-loop의 하중변형률에 대한 공학적 이론식을 유도하여 MEAW의 하중변형특성을 규명하고자 시행하였다. 5가지의 서로 다른 수평길이를 지닌 L-loop와 5개의 L-loop로 구성된 상하악의 multi-L-loop를 .$016\times.022$ inch의 stainless steel 강선으로 제작하였고, .$016\times.022$ inch의 Plain stainless steel, TML NiTi를 준비하였다. Instron model 4466 만능시험기에 50N 용량의 load cell을 부착하여 crosshead의 속도 1.0min/분, 브라켓간 부위의 시험시에는 최대변위량 1.0mm로 각 브라켓간격에서 측정하였고, multi-L-loop부위의 경우는 최대변위량 10mm, 42mm의 거리에서 측정하였다. 반복된 실험에 의해 발생할 수 있는 응력에 따른 물리적 성질 변화의 가능성을 배제하기 위해 각 조건마다 동일한 5개의 시편을 사용하였다. 측정된 하중변형률과 각 실험의 브라켓간격을 이용하여 각 브라켓부위에서의 L-loop의 wire stiffness number를 계산하였고 이를 multi-L-loop의 그것과 비교하였다. 5개의 loop로 구성된 multi-L-loop를 35개의 직선구간으로 나누어 각 구간의 에너지를 계산, 총합을 낸 후 가해진 외력으로 미분하여 하중변형률의 이론식을 유도하였으며, 이를 wire stiffness로 환산하여 단일 L-loop의 wire stiffness와 비교하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 1) 각 브라켓 간격에서의 L-loop의 하중변형률은 평균적으로 stainless steel wire의 1/5.16, NiTi의 1/l.53, TMA의 1/2.47이었다. 2) multi-L-loop부위 에서의 MEAW의 wire stiffness는 개개 브라켓간 간격에서보다 평균 1.53배 더 높았고, 같은 부위에서의 NiTi보다 1.9배 더 높았다. 3) 유도된 하중변형률의 이론식에 따르면, 부위에 따라서 wire stiffness의 차이를 보이지 않는 직선 강선과는 달리, L-loop가 부여된 경우, 개별 L-loop의 ire stiffness는 전체 multi-L-loop의 wire stiffness보다 낮은 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로 미루어 볼 때, MEAW는 개별적인 치아이동을 허용하면서, 가해진 교정력을 효과적으로 전체 치열로 전달할 수 있는 독특한 기계적 특성을 지니고 있는 것으로 생각된다.

• 수산해양기술연구
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• 제37권3호
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• pp.163-173
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• 2001

연근해 어업의 조업 시스템을 개선하기 위한 연구의 일환으로 소형 어로 크레인을 설계, 제작하고, 크레인 암(arm)의 앙각 및 선회 조작에 따른 부하의 전후 및 좌우 흔들림과 부하장력의 변동을 측정하여 크레인의 동적 응답특성을 분석, 고찰한 결과는 다음과 같다. 1. 본 연구에서 설계, 제작한 어로 크레인의 능력은 2 T-M. 최대 작업 반경은 3.7m이고, 조작 방식으로 솔레노이드 밸브에 의한 수동 및 원격조작, 비례제어밸브에 의한 수동 및 비례조작, 컴퓨터에 의한 제어조작이 가능하여 어로작업을 효율적으로 수행하는데 널리 활용될 수 있을 것으로 판단된다. 2. 크레인의 앙각 제어 실린더(lifting control cylinder)의 단위 스트로크(stroke) 변화에 대한 크레인 암의 앙각 변화량은 약 $1.2^\circ$/cm이었고, 측정치와 계산치는 일치하는 경향 나타내었다. 3. 크레인 암의 전방에 위치한 부하를 솔레노이드 밸브 조작에 의해 수직으로 인양할 때, 맨 처음 나타나는 부하의 전후방향에 대한 흔들림 주기와 각도 변동폭은 각각 3.0sec, $\pm17.2^\circ$이었다. 또한, 크레인 암에 현수되어 있는 부하를 솔레노이드 밸브 조작에 의해 수평으로 이동시킬 때. 맨 처음 나타나는 부하의 좌우방향에 대한 흔들림 주기와 각도 변동폭은 각각 2.9 sec, $\pm11.0^\circ$이었다. 4. 크레인 암에 현수되어 있는 부하를 솔레노이드 밸브 조작에 의해 동시에 수직 및 수평으로 이동시킬 때, 크레인 암의 상승속도 및 선회속도는 각각 $4.46^\circ$/sec, $6.4^\circ$/sec이었다. 5. 크레인 암의 전방에 위치한 부하를 비례제어밸브 조작에 의해 수직으로 인양할 때, 맨 처음 나타나는 부하의 전후방향에 대한 흔들림 주기와 각도 변동폭은 각각 2.9sec,$\pm8.4^\circ$이었다. 또한, 크레인 암에 현수되어 있는 부하를 비례제어밸브의 조작에 의해 수평으로 이동시킬 때, 부하의 전후 및 좌우방향에 대한 흔들림이 거의 없어 비례제어밸브의 조작 변위량과 조작 속도를 적절히 조절하면 부하의 흔들림 현상을 대폭 감소시킬 수 있음을 알 수 있었다.