• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권5호
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• pp.693-707
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• 2023

In order to deeply reveal the working mechanism of ultra-high performance concrete (UHPC) filled steel tubular columns (UHPCFSTs) under cyclic loading, a three-dimension (3D) macro-mesoscale finite element (FE) model was established considering the randomness of steel fibers and the damage of UHPC. Model correctness and reliability were verified based on the experimental results. Next, the whole failure process of UHPC reinforced with steel fibers, passive confinement effect and internal force distribution laws were comprehensively analyzed and discussed. Finally, a simplified and practical method was proposed for predicting the ultimate bending strengths of UHPCFSTs. It was found that the non-uniform confinement effect of steel tube occurred when the drift ratio exceeded 0.5%, while the confining stress increased then decreased afterwards. There was preferable synergy between the steel tube and UHPC until failure. Compared with experimental results, the ultimate bending strengths of UHPCFSTs were undervalued by the current code provisions such as AISC360-10, EC4 and GB50936 with computed mean values (MVs) of 0.855, 0.880 and 0.836, respectively. The proposed practical method was highly accurate, as evidenced by a mean value of 1.058.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.57-64
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• 2007

현재 불포화토에 대한 많은 연구가 진행되어 왔고 최근 들어 많은 연구자들이 불포화지반의 안정성을 보다 합리적으로 판단하고 해석하기 위해 불포화상태를 고려한 연구의 필요성을 제기하여 왔다. 이를 위해서는 흡인력에 대한 전단강도의 증진효과를 정량화하고 이를 안정해석에 적용하는 것이 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불포화 사질토의 전단강도 특성을 규명하기 일해서 국내에 널리 분포하는 화강풍화토 7가지를 대상으로 불포화 삼축압축시험을 수행하였으며, 결과치를 분석하여 강도특성을 규명하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.1349-1360
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• 2013

현재 사용되는 보통 콘크리트를 이용한 PS 정착부는 응력 집중에 의한 복잡한 배근상세로 단면이 커지고, 인장응력에 저항하기 위한 추가적인 철근이 많이 배근되어 시공성이 저하된다. 그러나, 최근 개발된 UHPC를 PS 부재에 적용할 경우 높은 강도와 우수한 역학적 특성으로 인해 단면 축소 및 PS 정착부의 복잡한 배근상세를 단순화 할 수 있을 것으로 기대된다. 따라서, 이 논문에서는 UHPC 재료의 역학적 특성을 적용하여 보통 콘크리트에 비해 단면을 축소하고 별도의 정착장치와 구속철근이 없는 PS 정착부의 역학적 거동을 유한요소해석 방법을 이용하여 수행하였다. 그 결과, 최대 파열응력은 수직균열에 의한 파괴없이 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하였으며, 발생위치는 단면 폭의 0.2배 되는 위치에서 발생하였다. 또, 도로교설계기준에서 제시된 근사해법의 파열력과 유한요소해석 결과를 비교한 결과 구속철근 보강 없이도 파열력에 저항할 수 있는 하중재하능력 기준을 만족하는 결과를 확인 할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권4호
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• pp.353-362
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• 2019

Soil-rock mixture (S-RM) is an inhomogeneous geomaterial that is widely encountered in nature. The mechanical and physical properties of S-RM are important factors contributing towards different deformation characteristics and unstable modes of the talus slope. In this paper, the equivalent substitution method was employed for the preparation of S-RM test samples, and large-scale triaxial laboratory tests were conducted to investigate their mechanical parameters by varying the water content and confining pressure. Additionally, a simplified geological model based on the finite element method was established to compare the stability of talus slopes with different strength parameters and in different excavation and support processes. The results showed that the S-RM samples exhibit slight strain softening and strain hardening under low and high water content, respectively. The water content of S-RM also had an effect on decreasing strength parameters, with the decrease in magnitude of the cohesive force and internal friction angle being mainly influenced by the low and high water content, respectively. The stability of talus slope decreased with a decrease in the cohesion force and internal friction angle, thereby creating a new shallow slip surface. Since the excavation of toe of the slope for road construction can easily cause a landslide, anti-slide piles can be used to effectively improve the slope stability, especially for shallow excavations. But the efficacy of anti-slide piles gradually decreases with increasing water content. This paper can act as a reference for the selection of strength parameters of S-RM and provide an analysis of the instability of the talus slope.

• 한국운동역학회지
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• 제19권4호
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• pp.771-778
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• 2009

본 연구는 구두 굽 높이 변화에 따른 보행 시 족저압력을 비교, 분석함으로써 구체적인 데이터를 정량화하여 높은 굽을 착용함으로 인한 전족부의 압력 증가가 발에 미치는 영향을 알아보고자 한다. 본 연구에 사용된 구두는 선행연구를 바탕으로 여대생이 선호하는 구두 굽 높이 3cm, 7cm를 선택하였으며 여대생 10명을 대상으로 발을 전족부와 후족부로 나누어 수직힘, 최대압력, 평균압력을 측정하였다. 그 결과 전족부에서의 평균압력은 7cm 높이 구두가 높게 나타났으며, 후족부에서는 7cm 높이 구두가 낮게 나타났다. 통계처리 결과 전족부위에서는 3cm 굽 높이와 7cm 굽 높이의 최대압력 비교에서 유의한 차이가 나타났으며(p<.05), 후족부위에서는 수직힘, 최대압력, 평균압력 모두 유의한 차이가 나타났다(p<.05). 이상과 같이 구두를 착용함으로서 전족부의 최대압력이 높아지는 것은 물론이고 후족부위의 수직힘, 최대압력, 평균압력도 높아지는 것을 알 수 있었다. 이러한 현상은 전족부위에 높은 압력분포로 구속압이 증가하여 발가락의 변형을 유발할 수 있으며 후족부위에 압력증가는 장시간 착용 시 뒤꿈치의 통증을 유발할 수 있다. 따라서 굽이 있는 구두를 착용할 때 굽 높이가 7cm일 때 보다는 3cm일 때, 굽 높이가 낮을수록 전족부의 변형 예방과 후족부의 통증을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권9호
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• pp.33-40
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• 2023

지진 시 상부구조물을 지지하는 말뚝기초에 가해지는 수평 하중은 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력으로 구분된다. 상부구조물의 관성력과 지반의 운동력은 서로 다른 복잡한 메커니즘을 통해 말뚝기초에 피해를 입힐 수 있기 때문에 지반-말뚝-구조물의 상호작용을 적절히 예측하고 평가하는 것이 말뚝기초의 안전한 내진설계를 위해 필요하다. 지반-말뚝-구조물의 상호작용은 구조물의 동적특성, 말뚝의 길이, 두부 경계조건 및 지반의 상대밀도에 영향을 받는다. 지반의 상대밀도가 달라지면 그에 따른 구속압 및 지반 강성이 변화하며 결과적으로 지반반력계수도 각 시스템에 따라 달라지게 된다. 말뚝기초의 수평방향 지지거동 및 극한 지지력은 수평방향 하중조건 및 모래지반의 상대밀도에 따라 다르게 나타난다. 이에 본 연구에서는 건조된 모래지반의 상대밀도가 상부구조물을 지지하는 무리말뚝의 동적거동에 미치는 영향을 확인하기 위해 1g 진동대 모형실험을 수행하였다. 그 결과 상대밀도가 증가함에 따라 상부구조물의 가속도는 증가하고 말뚝캡의 가속도는 감소하는 것으로 확인되었으며, 말뚝의 p-y 곡선의 기울기는 감소하는 것으로 확인되었다.

• Korea-Australia Rheology Journal
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• 제21권4호
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• pp.203-211
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• 2009

In flows with deformation rates larger than the inverse Rouse time of the polymer chain, chains are stretched and their confining tubes become increasingly anisotropic. The pressures exerted by a polymer chain on the walls of an anisotropic confinement are anisotropic and limit chain stretch. In the Molecular Stress Function (MSF) model, chain stretch is balanced by an interchain pressure term, which is inverse proportional to the $3^{rd}$ power of the tube diameter and is characterized by a tube diameter relaxation time. We show that the tube diameter relaxation time is equal to 3 times the Rouse time in the limit of small chain stretch. At larger deformations, we argue that chain stretch is balanced by two restoring tensions with weights of 1/3 in the longitudinal direction of the tube (due to a linear spring force) and 2/3 in the lateral direction (due to the nonlinear interchain pressure), both of which are characterized by the Rouse time. This approach is shown to be in quantitative agreement with transient and steady-state elongational viscosity data of two monodisperse polystyrene melts without using any nonlinear parameter, i.e. solely based on the linear-viscoelastic characterization of the melts. The same approach is extended to model experimental data of four styrene-butadiene random copolymer melts in shear flow. Thus for monodisperse linear polymer melts, for the first time a constitutive equation is presented which allows quantitative modeling of nonlinear extension and shear rheology on the basis of linear-viscoelastic data alone.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.79-86
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• 2008

본 연구의 목적은 RC 전단벽의 구조성능 개선을 위한 보강방법을 연구하는 것이다. 이를 위하여 형상비가 2.2인 4개의 RC 전단벽 실험체를 제작하고 모르터로 단면을 증설하거나 강판 등으로 보강하는 방법으로 실험체의 휨성능을 향상시켰다. 보강이 완료된 실험체에 대하여 일정축력을 작용시킨 후 반복횡하중을 가력하여 구조성능을 평가하였다. 이때 작용시킨 횡력은 ACI에서 제시한 이력에 준하였다. 실험결과, 추가의 철근을 배치하고 단면을 증설한 경우에는 내력과 변형능력을 모두 증대시킬 수 있는 것으로 나타났으며 특히, 단면증설과 함께 단부에 U형태로 용접철망으로 횡구속한 실험체의 경우에는 강도와 연성의 측면에서 가장 효율적인 보강으로 확인되었다. 강판으로 보강하는 방법은 항복이후 부재의 급격한 내력저하를 방지하고 부재의 변형능력을 상승시키는데 매우 효과적인 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.49-55
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• 2003

본 연구에서는 연직말뚝과 경사말뚝에 대하여 수행한 압력토조 모형실험을 통하여 경사말뚝의 연직하중과 침하량 관계로부터 경사각도에 따른 압축지지력의 증가양상을 분석하였다. 실트질 모래로 형성된 상대밀도 50%의 포화지반에 경사각 0$^\circ$, 5$^\circ$, $10^\circ$, 15$^\circ$, 20$^\circ$의 모형 개단강관말뚝을 항타 관입하였으며, 압력토조내의 구속압력을 35, 70, 그리고 120 kPa로 변화시키면서 재하실험을 수행하였다. 연직 압축지지력은 경사각도가 커짐에 따라 증가하였으며 분석방법에 따라 증가율에는 다소의 차이가 수반되었으나 경사각 5$^\circ$, $10^\circ$, 15$^\circ$인 경우 지지력 증가율은 각각 111, 121, 127 ~ 140 % 정도를 나타내었다. 경사각이 20$^\circ$ 이상인 경우에는 말뚝 두부의 전도로 인하여 모형실험의 수행이 곤란하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권6호
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• pp.1139-1155
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• 2015

In this study, a new retrofitting method for improving the seismic performance of reinforced concrete column was presented, in which prestressed steel strips were utilized as retrofitting stuff to confine the reinforced concrete column transversely. In order to figure out the seismic performance of concrete column specimen retrofitted by such prestressed steel strips methods, a series of quasi-static tests of five retrofitted specimens and two unconfined column specimen which acted as control specimens were conducted. Based on the test results, the seismic performance including the failure modes, hysteresis performance, ductility performance, energy dissipation and stiffness degradation of all these specimens were fully investigated and analyzed. And furthermore the influences of some key parameters such as the axial force ratios, shear span ratios and steel strips spacing on seismic performance of those retrofitted reinforced concrete column specimens were also studied. It was shown that the prestressed steel strips provided large transverse confining effect on reinforced concrete column specimens, which resulted in improving the shearing bearing capacity, ductility performance, deformation capacity and energy dissipation performance of retrofitted specimens effectively. In comparison to the specimen which was retrofitted by the carbon fiber reinforced plastics (CFRP) strips method, the seismic performance of the specimens retrofitted by the prestressed steel strips was a bit better, and with much less cost both in material and labor. From this research results, it can be concluded that this new retrofitting method is really useful and has significant advantages both in saving money and time over some other retrofitting methods.