• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.181-187
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• 2012

방재분야에서 컴퓨터 시뮬레이션 방법을 이용한 많은 연구는 재산 피해를 줄이고 인명을 구할 수 있다. 불연속변형해석법(DDA)은 불연속성 암반의 거동을 해석하기 위한 새로운 컴퓨터 시뮬레이션 방법이다. 현실적으로 대부분의 암반사면은 3차원적 문제이기 때문에 2차원 변형해석은 적용하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 3차원 불연속변형해석법 관한 이론을 기술하였으며, 불연속성 암반에서의 컴퓨터 시뮬레이션 기법으로 새롭게 개발한 3차원 불연속변형해석법을 제안하고, 암반사면의 파괴 거동에 적용했다. 암반사면 현장에 적용하여 결과를 비교 검토함으로써, 암반사면의 변형과 파괴 메커니즘 해석에 있어서 개발한 3차원 불연속 변형 해석법의 적용성에 대한 검증을 하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.49-57
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• 2010

이 연구에서는 정수압 지압 조건의 암반에 굴착되는 원형 터널의 탄소성 거동 해석을 위해 GSI 지수의 변형률연화를 고려한 탄소성 해석법이 제안되었고, 그 적용성이 검토되었다. 제안된 수치해석법은 Lee & Pietruszczak(2008)의 탄소성 해석방법을 수정하여 개발되었다. 터널 주변 암반에서는 발파와 굴착에 의한 암반의 손상으로 GSI 지수의 저하가 야기될 수 있다는 가정 하에 GSI 지수의 변형률연화 개념을 도입하였다. 일반화된 Hoek-Brown 식의 강도정수들은 GSI 값을 이용하여 경험적으로 계산할 수 있으므로 GSI 지수의 변형률연화 개념을 도입함으로써 이 강도정수들의 변형률연화가 해석에 반영되도록 하였다. 제안된 방법의 적합성을 검토하기위하여 여러 해석조건에서 원형터널의 탄소성 해를 구하고 그 결과를 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.15-27
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• 2010

국토의 약 70%가 산악지형인 우리나라의 지형적 특성상 각종 건설공사에 따른 대절토 사면의 형성으로 인해 낙석의 위험성이 급증하고 있다. 특히 해마다 반복되는 집중호우 시의 사면 붕괴는 대규모 낙석을 동반하면서 막대한 인적, 물적 피해를 초래하고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해 많은 현장조사연구 및 기초연구들이 수행되고 있으나 이들 연구의 대부분은 낙석이 발생할 경우의 보강 및 낙석 위험도 분석 등에 국한되고 있어, 근본적인 낙석의 거동에 관한 검토 및 분석은 미진한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적 기법을 이용하여 사면의 외적 요소에 따른 낙석의 거동 특성을 규명하였으며, 이를 위해 개별요소법의 하나인 PFC2D가 이용되었다. 사면의 외적 요소로 사면의 표면상태, 구배, 소단 개수, 소단 구배 및 낙석의 크기에 대한 소단의 너비의 비 등이 검토되었으며, 이들 요소에 대한 다양한 변화를 통해 낙석의 거동 메커니즘이 수치해석적으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제14권6호
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• pp.411-422
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• 2004

폐광지역에서 흔히 발생하는 싱크홀 형태의 지반침하는 인근 지역 주민의 안전은 물론, 지상구조물에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구에서는, 이러한 싱크홀의 발생양상을 수치해석적으로 규명하기 위해, 아주 특별한 형태의 유한요소해석을 실시하였다. 특히, 갱도 천반의 붕락에 의해 야기되는 공간이나, 파쇄된 암반이 쌓여서 이루는 폐석더미 등 기존의 수치해석기법으로서는 쉽사리 표현할 수 없었던 현실적인 문제들을 수치적으로 모사하기 위해 active-passive-active 유한요소를 사용하였다. Active 요소 즉 고체 요소는 싱크홀이 형성되는 영역 내에서 인장파괴 기준식을 만족하게 되면 passive 요소 즉 공간 요소로 전환될 수 있다. 싱크홀이 완전히 형성되게 되면 이들 passive요소들은 다시 active요소로 바뀌면서 폐석더미를 수치적으로 모사할 수 있게 된다. 채굴적의 폭, 심도, 천반의 상태 및 붕락 암반의 부피팽창율 등이 싱크홀에 미치는 영향을 검토하기 위해 여러 가지 조건에 의한 유한요소모델이 해석되었다. 본 연구는, 이와 같이 싱크홀이 발생하는 과정이나 천반이 붕락하는 현상 등을 해석하기 위해 수치해석상에서 active-passive-active유한요소들이 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.88-100
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• 1990

Among the test methods to evaluate stress-corrosion cracking(SCC) on the basis of fracture mechanics, constant displacement(bolt) loading method using modified-WOL specimen is practically convenient. In this test method, compliance formula is generally required to calculate load(consequently $K_{ISCC}$). There are many problems in using the analytic compliance formula to calculate $K_{ISCC}$, so we had proposed the experimental $K_{ISCC}$ evaluation technique in the previous report. This study has employed the slightly altered configuration of modified-WOL specimen made of weldable structural stee(BS360-50D). With these specimens, stress-corrosion tests have been performed in $H_2S$ gas saturated 20% HCl solution. Through the test, the problems as mentioned earlier have been discussed again, and the proposed evaluation technique has been verified. And the stress-corrosion cracks and hydrogen blisters have been investigated in the initiation step with the aids of metallurgical micrographs, SEM fractographs, and EPMA analysis. The inclusions segregated in the mid-thickness region traps hydrogen to produce the hydrogen blistering. The applied or residual stress does not contribute the occurrence of the blister. Hydrogen absorbed into the mid-thickness region is consumed to produce the blistering so that stress-corrosion crack could hardly be detected at that region. The stress-corrosion cracks initiate from the inclusions and propagate in radial pattern. And the initiation site is remote from the crack tip and is inclined from the crack plane, which is assumed to be caused by the triaxial stress and the amount of the absorbed hydrogen.

• 터널과지하공간
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• 제25권4호
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• pp.332-340
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• 2015

광산지역에서 발생하는 지반침하는 인명과 지표시설물에 막대한 피해를 초래할 우려가 있으므로 지반침하 발생지역에 대한 일련의 현장조사와 지반안정성 분석은 체계적으로 수행되어야 한다. 본 연구에서는 충청북도 청원군에 위치한 석회석 광산의 일부 지점에서 발생한 지반침하의 원인을 규명하기 위하여 현장조사와 지반안정성 분석을 수행하였다. 이를 위하여 조사지역 암반의 공학적 특성을 조사하고, 전기비저항 탐사를 통해 지표 부근 연약대의 분포양상을 파악하였으며, 이 결과들을 토대로 침하원인 규명을 위한 전산해석을 수행하였다. 해석결과, 본 광산지역에서 발생된 지반침하는 석회암층에서 발달된 용식공동에 의한 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2008

미소파괴음(Acoustic Emission, AE)과 미소지진음(Microseismic event, MS event)은 응력의 재분배에 의한 균열이 생성될 때 나오는, 순간적인 에너지 방출에 의한 탄성파이다. AE/MS 이벤트는 일반적으로 대규모의 파괴에 앞서 그 발생이 현저해지는 경향이 있다. 이들은 계측영역의 주파수 대역에 따라 구분되며, MS이벤트에 비해 상대적으로 고주파의 AE 신호는 보다 미세한 파괴를 검출할 수 있다. 일반적으로 암반구조물은 파괴되기까지 작은 변형이 발생하여 종래에 사용되고 있는 변위계측으로는 그 전조현상을 포착하기 어렵기 때문에 국부적인 파괴나 갑작스러운 파괴에 대한 사전예측이 어려운 현실이다. 그러나 AE/MS 이벤트의 파형을 측정할 수 있는 경우 암반구조물의 파괴를 사전에 예측할 수 있으며, 초동이 명확한 경우 미세한 파괴위치지점과 함께 파괴메커니즘의 규명도 가능하다. 본 보고에서는 AE/MS 이벤트에 대한 기본이론과 함께 이들 활용한 계측기술 개발현황과 적용사례 등을 소개한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제74권6호
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• pp.789-807
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• 2020

Multiple earthquakes that occur during short seismic intervals affect the inelastic behavior of the structures. Sequential ground motions against the single earthquake event cause the building structure to face loss in stiffness and its strength. Although, numerous research studies had been conducted in this research area but still significant limitations exist such as: 1) use of traditional design procedure which usually considers single seismic excitation; 2) selecting a seismic excitation data based on earthquake events occurred at another place and time. Therefore, it is important to study the effects of successive ground motions on the framed structures. The objective of this study is to overcome the aforementioned limitations through testing a two storey RC building structural model scaled down to 1/10 ratio through a similitude relation. The scaled model is examined using a shaking table. Thereafter, the experimental model results are validated with simulated results using ETABS software. The test framed specimen is subjected to sequential five artificial and four real-time earthquake motions. Dynamic response history analysis has been conducted to investigate the i) observed response and crack pattern; ii) maximum displacement; iii) residual displacement; iv) Interstorey drift ratio and damage limitation. The results of the study conclude that the low-rise building model has ability to resist successive artificial ground motion from its strength. Sequential artificial ground motions cause the framed structure to displace each storey twice in correlation with vary first artificial seismic vibration. The displacement parameters showed that real-time successive ground motions have a limited impact on the low-rise reinforced concrete model. The finding shows that traditional seismic design EC8 requires to reconsider the traditional design procedure.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권4호
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• pp.519-527
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• 2020

Dynamic analysis of a vehicle-track coupling system is important to structural design, damage detection and condition assessment of the structural system. Deterministic analysis of the vehicle-track coupling system has been extensively studied in the past, however, the structural parameters of the coupling system have uncertainties in engineering practices. It is essential to treat the parameters of the vehicle-track coupling system with consideration of uncertainties. In this paper, a method for predicting the bounds of the vehicle-track coupling system responses with uncertain parameters is presented. The uncertain system parameters are modeled as fuzzy variables instead of conventional random variables with known probability distributions. Then, the dynamic response functions of the coupling system are transformed into a component function based on the high dimensional representation approximation. The Lagrange interpolation method is used to approximate the component function. Finally, the bounds of the system's dynamic responses can be predicted by using Monte Carlo method for the interpolation polynomials of the Lagrange interpolation function. A numerical example is introduced to illustrate the ability of the proposed method to predict the bounds of the system's dynamic responses, and the results are compared with the direct Monte Carlo method. The results show that the proposed method is effective and efficient to predict the bounds of the system's dynamic responses with fuzzy variables.