• The Journal of Engineering Geology
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• v.20 no.1
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• pp.89-100
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• 2010

Although various methods for determination of damage threshold in rock have been suggested, clear damage thresholds were determined by some methods, but different thresholds were measured by other methods. We determined the damage thresholds in Hangdeung granite using all the methods suggested, and investigated the best methods, applicability and errors of each method. The crack initiation threshold and the crack damage threshold which are important in investigation of characteristics of crack development and failure were verified by field strength ratio method and long-term constant load test. The crack closure stress and the crack initiation stress were 57.5 MPa and 77.6 MPa, and the most exact values were yielded by crack volumetric strain. The secondary crack initiation stress was 90.6 MPa and AE event count and AE event count rate were the effective methods. The volumetric stiffness, AE event count and AE event count rate were the most effective methods for determination of crack coalescence threshold and crack coalescence stress was 110.3 MPa. The crack damage stress was 127.5 MPa and was measured correctly by volumetric stiffness and AE event count rate. The ratio between crack initiation stress and uniaxial compressive strength was 0.47 which was very similar with the FSR value of 0.46. The ratio between crack damage stress and uniaxial compressive strength was almost the same as the ratio between long-term strength and uniaxial compressive strength, indicating that the crack initiation stress and the crack damage stress measured were correct.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.18 no.3
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.17 no.4
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• pp.83-88
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• 1989

목재의 섬유방향에 경사진 균열의 모-드I과 모-드II의 혼합모-드파괴시의 파괴거동을 조사하기 위하여 라왕(Shorea Spp.)의 LA시스템에 있어서 서로 다른 경사각도를 가진 SEN시험편(Single edge notch specimen)에 대하여 휨 시험을 행하였다. 얻이진 결과는 혼합모-드파괴시, 모-드I응력확대계수$K_I$과 모-드II응력확대계수$K_II$간에 일정한 상호작용이 존재한다는 것을 나타내었다. 또한, 모-드I과 모-드II의 임계응력확대계수(Critical stress intensity factor) $K_{IC}$와 $K_{IIC}$ 이용하여 혼합모-드파괴시의 $K_I$과 $K_II$간의 상호관계를 규정할 수 있었으며, 이미 보고된 여러 실험식과 본 실험결과를 비교하여 가장 적합한 관계로서 아래와 같은 관계를 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Technical Association of the Pulp and Paper Industry Conference
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• 2005.11a
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• pp.157-171
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• 2005

초지와 인쇄시의 지절은 생산성 또는 운전성의 저하를 야기하므로 최소화해야 한다. 지종에 따라 초지조건이 달라지므로 종이에 가해지는 인장력, 함수율, 초지속도 등을 고려해야 한다. 종이에 있어서 결점 부근에서 일어나는 항복(yield)과 파괴현상을 파괴역학적 관점에서 연구한 바 있다. 초지공정은 섬유 매트 또는 습지에서 점차적으로 수분이 제거되는 과정이며, 인쇄공정은 종이에 물이 가해지는 과정이 있으나, 파괴인성 측면에서 동일한 이론을 적용할 수 있다. 박과 이는 초지시 섬유의 특성, 미세분의 종류 및 함량에 따른 인장 특성 및 파괴 특성에 관한 연구에서 Sw-BKP의 경우 섬유의 파괴가 유도되고, Hw-BKP의 경우 결합면의 파괴가 유도되는 것으로 나타났으며, 미세분 특성에 따른 시험 결과 파괴 인성은 섬유간 실제적 결합이 유도되는 경우 파괴 인성의 향상을 가져올 수 있는 것으로 나타났다. 파괴 역학은 결점 부위의 응력집중 현상에 따른 독특한 파괴 거동으로 지합등과 같은 응력 확산 효과를 기대할 수 없기 때문에 섬유간 실제적인 결합에 직접적으로 의존한다고 할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2007.03a
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• pp.112-121
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• 2007

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하기 위해 허용응력 설계법에 기초하여 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고, 전단강도 감소기법을 이용하여 수치해석적(2차원)으로 구하는 방법이 유광호 등(2005)에 의해 제시되었다. 하지만 허용응력 설계법에 근거한 방법은 숏크리트의 허용 휨응력을 과소평가하여 터널의 안정성 및 안전율을 과소평가하는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 파괴거동을 갱도모형실험을 통해 확인하고 3차원 수치해석에 의해 검증하였다. 갱도모형실험에 사용된 터널은 실제 터널의 거동을 모사하기 위해 폭 3.3m, 높이 2.9m, 깊이 0.5m의 마제형으로 제작되었다. 지보재인 숏크리트는 거푸집을 이용하여 타설하고 28일간 양생하였고 7개의 실린더와 30cm의 모래 뒷채움을 이용하여 지보재에 최대한 등방하중이 가해질 수 있도록 하여 실험을 수행하였다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.17 no.5
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• pp.173-180
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• 2001

이방압밀이 실트질모래의 정적재하에 의한 유동파괴거동에 미치는 영향을 연구하기 위하여 비배수삼축압축시험을 수행하였다. 이를 위하여 상대밀도가 약 17%인 공시체를 습윤다짐방법에 의해서 성형하고 4가지의 압밀응력비, 1.0, 0.7, 0.55, $K_{o}$ 로서 압밀시켰다. 시험결과로서 정상상태선은 p-q 공간상에서 압밀응력비에 관계없이 유일한 직선이며 collapse line의 기울기는 압밀응력비가 증가함에 따라 선형적으로 감소한다는 사실을 보여준다. 또한, 유동파괴거동을 보이는 느슨하게 다져진 실트질모래의 잔류강도($S_{us}$ )와 첨두강도($S^{p}$ )와의 관계는 압밀응력비의 크기에 관계없이 $S_{p}$ /$p_{c}$ = $A_{L}$ +$B_{L}$ ($S_{us}$ /$p_{c}$ )로 표현되는 일반식으로 나타낼 수 있으며 계수 $A_{L}$ 및 $B_{L}$은 압밀응력비의 크기에 따라 선형적으로 변하는 경향을 나타낸다.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.18 no.1
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• pp.41-48
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• 2002

Anisotropy of stiffness, from extremely small strains to post-failure strains, of isotropically consolidated air-pluviated sands in plane strain compression was studied by using the newly developed instrumentation fur small strain measurements, Seven types of sand of world-wide origins were tested, which have been extensively used for research purposes. Stress-strain relationships for a wide range of strain from about 0.0001% to the peak were obtained by measuring axial and lateral strains locally free from the effects of bedding and membrane penetration errors at the specimen boundaries. The result showed that the relationship between the principal stress ratio and the principal strain increment ratio was constant, being rarely affected by the over-consolidation ratio and the confining pressure. Although in the small strain the anisotropy hardly affected the relationship between the principal stress ratio and the principal strain increment ratio, the K value around the peak varied according to the $\delta$ value. In general, Rowe\`s stress-dilatancy equation works fairly well from the small strain to the peak.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.36 no.4
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• pp.5-15
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• 2020

This paper proposes a revised Modified Cam Clay type failure surface based on the critical state theory. In the plane of the mean effective and von Mises stresses, the original Modified Cam Clay model has an elliptic failure surface which leads the critical-state mean effective stress to be always half of the pre-consolidation mean effective stress without hardening and evolution rules. This feature does not agree with the real mechanical response of clay. In this study, the preconsolidation mean effective stress only reflects the consolidation history of the clay whereas the critical state mean effective stress only relies on the currenct void ratio of clay. Therefore, the proposed failure surface has a distorted elliptic shape without any fixed ratio between the preconsolidation and critical state mean effective stresses. Numerical simulations for various clays using failure surfaces as yield surface provide mechanical responses similar to the experimental data.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.22-29
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• 1997

본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.30 no.6
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• pp.559-572
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• 2020

This paper performs laboratory experiments for borehole stability considering temperature and true triaxial stress condition, and observes a thermo-mechanical behavior of the rock under stress and temperature conditions of deep underground. China yellow sandstone and Hwangdeung granite specimens were used to perform a true triaxial compression test. Mechanical tests were carried out under nine confining pressure conditions, and thermo-mechanical tests using granite samples were carried out under six confining pressure conditions at 60-100℃. In the mechanical tests, maximum principal stress at borehole breakout was proportional to intermediate principal stress. In the thermo-mechanical tests, it was confirmed that thermal stress is added to the stress field of the borehole with the increase in temperature, resulting in additional breakout progress. To analyze the results of the laboratory experiment, Mogi-Coulomb failure criterion was used. The results of traditional triaxial compression test on cylindrical specimens and borehole breakout under true triaxial compressions matched well with Mogi-Coulomb failure criterion.