• 화약ㆍ발파
• /
• 제37권1호
• /
• pp.14-23
• /
• 2019

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료의 경우에는 역학적 강도의 하중속도 의존성을 보임에 따라 발파 및 충격해석에 있어 이를 반영코자 하는 노력이 증가하고 있다. 이와 같은 암석의 동적강도의 경우에는 순간적으로 높은 하중이 작용하는 동적하중의 가압특성에 따라 시험편 내의 응력평형상태를 고려한 평가가 수행되어야함이 제안된 바 있다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉 장비를 이용한 포천 화강암의 동적일축압축강도 실험을 통해 응력평형조건의 충족 유무에 따른 암석의 동적파괴과정 및 역학적 강도특성에 대해 고찰하였다. 연구결과 적절한 응력평형상태가 이루어지진 않은 상태에서 평가된 암석의 동적일축압축강도는 상대적으로 과소평가되는 것으로 나타났으며, 이는 하중의 가압면에서 발생하는 조기파괴에 따른 에너지 파괴에너지 손실 및 변형률속도 과대평가에 의한 것으로 판단되었다. 결론적으로 합리적인 동적강도 평가를 위해서는 암석의 변형거동특성에 대한 분석 및 파괴패턴에 대한 검토를 통한 응력평형조건의 세밀한 검증이 수반되어야 할 것으로 판단하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.83-86
• /
• 2003

동시경화조인트는 경화 시 복합재료로부터 흘러나오는 수지를 접착제로 사용하기 때문에 제조과정이 간편할 뿐 아니라 복합재료를 표면 처리할 필요가 없기 때문에 기존의 접착제에 의한 접합방법에 비해 장점을 지닌다. 최근 동시경화조인트에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 해석적인 방법을 통한 연구는 아직까지 미비하다. 실험적으로 연구된 결과를 보면 동시경화 조인트는 계면 모서리에서 파괴가 시작되어 계면을 따라 파괴가 진행된다. 그러므로 조인트의 계면 모서리에서의 응력집중계수에 관해 연구하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 고유치 문제를 고려하여 복합재료와 강재료로 구성된 동시경화조인트의 계면 모서리에서 발생하는 응력 및 변위장을 결정하고, H-적분을 이용하여 응력집중계수를 구하는 방법을 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제27권1호
• /
• pp.41-52
• /
• 2011

풍화토의 다짐성형 시료에 대한 삼축시험의 $K_0$ 압밀 결과를 바탕으로 불포화토에 대한 유효응력 가설을 검증하였다. 흡수응력 특성곡선은 함수특성에 관한 불포화토 거동을 기술하며, 전단강도나 함수특성곡선으로부터 구할 수 있다. 본 연구에서는 K0 압밀 경로도 흡수응력 특성곡선을 정의할 수 있음을 밝혔다. 그리고 흡수응력에 근거하여 유효응력을 정의할 수 있었다. 다양한 모관흡수력 하에서 $K_0$ 경로는 유효응력에 의하여 유일한 직선으로 기술될 수 있었다. 또한 측정된 $K_0$ 값은 유효응력에 의하여 임의의 모관흡수력에 대하여 일정한 값으로 분석되었다. $K_0$ 압밀경로로부터 구한 흡수응력 특성곡선은 파괴규준으로부터 구한 것과 일치한다. 특히 함수특성곡선으로부터 구한 흡수응력 특성곡선이 $K_0$ 압밀 경로 및 파괴시 응력에서 나타나는 유효응력 거동을 모두 일관되게 기술할 수 있었다. 흡수응력 특성곡선에 기반한 유효응력은 압밀에서 파괴에 이르는 불포화토의 전 거동을 기술할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.58-66
• /
• 2002

본 연구의 목적은 유효탄성균열모델과 점성균열모델의 개념에 기초한 임계응력확대계수, 임계균열단개구변위와 파괴에너지, 이선형 연화 곡선같은 콘크리트의 파괴특성들을 초기재령 콘크리트에 관해 구명하는 것이다. 이를 위해 모드 I의 파괴를 일으킬 수 있는 쐐기쪼갬시험이 노치가 있는 육각형의 쐐기 시험체에 대하여 수행되었다. 강도와 재령의 변화에 따라 하중-균열입구변위 곡선이 얻어졌으며, 이것은 선형탄성 파괴역학과 유한요소법에 의해 분석되었다. 실험 결과를 분석한 결과, 재령 1일부터 재령 28일까지의 임계응력확대계수와 파괴에너지는 증가하였으며, 임계균열단개구변위는 감소하였다. 또한 수치해석을 통하여 재령 1일부터 재령 28일까지의 이선형 연화 곡선의 네 파라미터를 구할 수 있었다. 이렇게 얻어진 초개재령 콘크리트의 파괴특성치와 이선형 연화 곡선은 초기재령 콘크리트의 파괴 기준과 유한요소해석시의 입력 상수로서 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권3호
• /
• pp.947-954
• /
• 2014

일반적으로 Mohr-Coulomb 파괴 이론을 바탕으로 한 재료 파괴는 최대수직응력이나 최대전단응력 상태에서 파괴가 일어나는 것이 아니라 수직응력과 전단응력의 임계결합상태에서 파괴된다. 이에 본 연구에서는 배수성 아스팔트 혼합물 2종과 SMA 10mm혼합물 및 일반 밀입도 아스팔트 19mm를 이용한 $45^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$에서 삼축압축시험을 실시하였다. Mohr-Coulomb의 파괴 이론을 바탕으로 삼축압축시험 결과를 정리한 결과 내부마찰각은 $38.9^{\circ}{\sim}46.9^{\circ}$로 다소 불규칙하게 측정되었으나 점착력의 경우 온도와 시편의 수침여부에 따라 다르게 나타났다. 또한, 아스팔트 혼합물의 간접인장강도시험과 삼축압축시험 상관관계를 알아보기 위해 삼축압축시험 결과로 평가된 점착력과 내부마찰각을 이용하여 계산된 이론적인 간접인장강도와 시험을 통해 직접 측정된 간접인장강도를 분석하였다. 두 간접인장강도 값은 비례하는 경향을 보였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제25권2호
• /
• pp.144-154
• /
• 2015

암석시료에 응력이 가해질 경우 역학적 에너지가 대상 물체에 누적되고, 대상 암석에 한계응력 이상이 가해질 경우 시료의 파괴가 발생한다. 이 때 시료 내부에 저장되어 있던 역학적 에너지는 물리적 변형뿐만 아니라 빛, 열, 소리 등 다양한 형태의 에너지로 발산된다. 본 연구에서는 $-10^{\circ}C$ 저온 환경에서 섬록암, 현무암, 응회암을 대상으로 일축압축강도 시험과 점하중강도 시험을 수행하고, 이때 발생하는 온도 변화를 열적외선카메라를 이용해 측정하고 정량적으로 분석하였다. 파괴 직전 파괴면에 응력이 집중되어 온도가 상승하였고, 파괴 순간 축적된 에너지가 열에너지의 형태로 방출되며 파괴면의 온도가 급격히 상승하는 것이 감지되었다. 강도가 높고 신선한 섬록암과 현무암 시료의 온도 상승폭이 상대적으로 강도가 낮고 풍화된 암석인 응회암 시료의 온도 상승폭에 비해 더 크게 나타났다. 본 연구결과는 저온지역에 위치한 암반사면, 터널, 광산 내부의 응력 집중지점을 감지해 향후 발생 가능한 재해를 예방하는데 적용될 수 있으며, 지진예측을 위한 위성영상 분석에도 적용될 것으로 기대된다.

• 기계저널
• /
• 제23권3호
• /
• pp.186-190
• /
• 1983

파괴역학 연구를 대상재료에 의해 구분하면 선형파괴와 탄소성재료의 파괴로 나눌 수 있다. 취 성파괴(brittle fracture)를 다루는 선형타성 파괴역학연구는 주로 여러가지 크랙의 모양, 시편모양, 부하형태에 따른 탄성응력분포 혹은 은력확대계수를 구하거나 에너지방법에 의해 안정비안정 크랙전파를 연구한다. 대개의 경우 취성파괴는 전체 구조물에 치명적이 되기 쉽다. 따라서 구조물 설계시에 취성파괴의 가능성을 배제하기 위해 재료의 적절한 선택과 같은 대책을 강구하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 구조물 재료는 강도와 연성의 상황에 따른 적절한 조합을 필요로 한다. 오늘날 특수합금과 같은 고강도 금속에서의 취성화 경향이 증가하나 합금설계시 강도와 아울러 연성을 증가시키기 위한 여러 대책이 파괴역학 연구의 중요한 부분을 차지한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권5호통권66호
• /
• pp.475-487
• /
• 2003

본 연구는 선형탄성 파괴역학적 방법을 사용하여 피로 손상을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하는데 있다. 트럭 한 대가 교량상부를 통과할 때 부재에 발생하는 응력이력을 블록하중이라 정의하고 하중상호작용효과를 설명하는 균열닫힘 모델 이론을 적용한다. 블록하중에 대해 사하중 응력과 균열개구응력을 고려하여 응력범위빈도해석을 수행하였다. 여기서 구한 응력범위빈도분포에 확률적 방법을 적용하여 응력범위빈도분포의 확률분포 파라미타를 추 정하였다. 확률분포의 확률변수를 발생시키는 Monte Carlo Simulation 실행을 하여 파괴블럭수와 확률분포를 구한다. 이로부터 부재의 파로파괴가 발생하지 않는 피로신뢰성을 계산한다. 또한 파괴블럭수를 일평균 트럭교통량으로 나누면 예상잔존수명을 구할 수 있다. 제안된 피로신뢰성 해석모델을 사용하여 강상자형교 가로보와 수직보강개의 용접부에 피로신뢰성 해석을 수행 한 결과, 피크해석방법 결과와 잔존수명이 3.8% 정도 차이가 있었다. 이는 제안된 모델이 균열닫힘 현상이나 균열지연 형상을 고려하고 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권5호
• /
• pp.491-498
• /
• 2001

본 연구에서는 강우와 같은 열 충격으로 보수체의 손상(표면 균열, 경계면 파괴)을 유발하는 표면 인장 응력과 기층과 보수층 경계면의 연직 인장 응력 및 진단 응력이 해석적으로 조사되었다. 응력 계산 시에는 사용 재료의 비선형 응력-변형률 곡선이 사용되었고, 특히 변형률 경화, 변형률 연화 특성이 고려되었다. 응력 계산은 보수층의 두께와 보수 재료를 변수로 하여 강우 강도별로 조사되었다. 강우 초기의 보수체의 온도는 하절기에 55$^{\circ}C$까지 가열됐다고 가정하였고, 강우 온도는 1$0^{\circ}C$로 결정하였다. 강우 빈도 1년 1회, 강우 지속 시간 10분, 60분의 강우 하중으로 응력을 계산한 결과, 보수체 표면에서는 실제 균열은 발생치 않고, 단지 변형률 연화 단계의 가상 균열만 형성되었다. 한편 경계면에서는 부착 전단 파괴는 발생치 않았으며, 연직 인장 파괴를 유발하는 음력이 일정한 강우 강도 및 보수 재료에서 보수층의 두께(do)가 클수록 증가하는 것으로 나타나, 경계면의 연직 인장 응력이 보수체의 안전성에 주요한 변수임을 알 수 있었다. 따라서 강우시 경계면의 파괴 예방을 위해 보수 재료의 성질 및 보수층의 두께를 결정할 수 있는 연직 인장 음력의 예측식을 제안하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제15권2호
• /
• pp.157-167
• /
• 2005

암반 내 작용하는 초기응력은 굴착되는 공동의 안정성이나 파괴 거동을 평가하는데 요구되는 주요 매개변수들 중의 하나이며 그 중요성은 암반 구조물의 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 이 논문에서는 경기육괴의 동북부에 위치한 춘천-양구 산악지역의 초기응력 분포 특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 현장 초기응력 측정은 연구지역내 9개 개별 시추공을 대상으로 심도 220m\~290m 구간의 49개소에서 시행되었다. 모든 수압파쇄 균열 조사는 초음파 주사검층을 이용하여 수행하였다. 연구 결과 조사지역 내에서 분포 암종의 차이에 따라 서로 상이한 분포 특성을 나타내는 초기응력장이 관찰되었고 특히 심도 200 m 이상의 관입 화강암체내에는 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 높은 수준의 과잉 수평응력장이 형성되어 있는 것으로 분석되었다. 그리고 조사지역내에서 초기응력 조건에 의한 취성파괴 가능성을 평가한 결과 화강암 분포 지역내 심도 100 m이상인 영역에서는 굴착된 암반 구조물 주변에서 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.