• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.635-655
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• 2016

The effects of reinforcement on the horizontal and vertical deformations of geosynthetic reinforced retaining walls are investigated under a well-known seismic load (San Jose earthquake, 1955). Retaining walls are designed with internal and external stability (with appropriate factor of safety) and deformation is chosen as the main parameter for describing the wall behavior under seismic load. Retaining walls with various heights (6, 8, 10, 12 and 14 meter) are optimized for geosynthetics arrangement, and modeled with a finite element method. The stress-strain behavior of the walls under a well-known loading type, which has been used by many previous researchers, is investigated. A comparison is made between the reinforced and non-reinforced systems to evaluate the effect of reinforcement on decreasing the deformation of the retaining walls. The results show that the reinforcement system significantly controls the deformation of the top and middle of the retaining walls, which are the critical points under dynamic loading. It is shown that the optimized reinforcement system in retaining walls under the studied seismic loading could decrease horizontal and vertical deformation up to 90% and 40% respectively.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.49-57
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• 2016

본 연구에서는 PSC I거더교에 대한 외부강선을 이용한 보강 방법 중 V자형 보강방식의 효용성을 검증하기 위하여 공용중인 교량을 대상으로 보강장치를 시공하여 보강효과를 분석하였다. 따라서 PSC I거더교의 보강 전과 후 각각의 경우에 대하여 정적 및 동적 재하실험을 실시하였다. 그리고 재하실험에서 측정된 결과를 면밀히 분석하고, 구조해석을 통해 얻은 결과와도 비교분석하여 외부 프리스트레스 도입을 통한 보강효과를 검증하였다. 본 연구에서 외부강선을 이용한 보강방법을 적용하여 보강효과를 검토한 결과, 본 연구에서의 V자형 외부강선 보강방법을 적용할 때 횡방향 하중분배계수 곡선이 완만해져 상부구조의 건전성이 증진됨을 알 수 있었으며, PSC I거더교의 휨 성능 및 전단 성능개선뿐만 아니라 동적구조거동에도 크게 도움을 줄 수 있는 것으로 판단되고, 본 연구에서의 탄성패드를 적용할 때 동적보강효과가 극대화 된다는 것을 확인하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제56권6호
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• pp.75-84
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• 2014

This study aims to develop the program for design of a reinforced earth retaining wall. For this purpose, the external stability such as overturning, sliding and bearing capacity and the internal stability such as pull-out failure and tensile rupture of the reinforced earth retaining wall with the reinforcement spacing and the backfill inclination were examined. In addition, the calculated results from the developed program were verified by comparing with the simulated results based on the three-dimensional finite element analysis. It is expected that this program contributes to effective design of the reinforced earth retaining wall.

• Steel and Composite Structures
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• 제50권1호
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• pp.63-75
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• 2024

In this paper, the modified couple stress theory (MCST) and first order shear deformation theory (FSDT) are employed to investigate the free vibration and bending analyses of a three-layered micro-shell sandwiched by piezoelectric layers subjected to an applied voltage and reinforced graphene nanoplatelets (GPLs) under external and internal pressure. The micro-shell is resting on an elastic foundation modeled as Pasternak model. The mixture's rule and Halpin-Tsai model are utilized to compute the effective mechanical properties. By applying Hamilton's principle, the motion equations and associated boundary conditions are derived. Static/ dynamic results are obtained using Navier's method. The results are validated with the previously published works. The numerical results are presented to study and discuss the influences of various parameters on the natural frequencies and deflection of the micro-shell, such as applied voltage, thickness of the piezoelectric layer to radius, length to radius ratio, volume fraction and various distribution pattern of the GPLs, thickness-to-length scale parameter, and foundation coefficients for the both external and internal pressure. The main novelty of this work is simultaneous effect of graphene nanoplatelets as reinforcement and piezoelectric layers on the bending and vibration characteristics of the sandwich micro shell.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권5호
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• pp.565-575
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• 2016

Geosynthetics reinforced soil (GRS) walls constructed on weak grounds may change in both the horizontal earth pressure and deformation on wall facing. However, only few studies were done in the literature to measure and analyze the horizontal external deformation behavior of GRS walls constructed on soft grounds for a long period of time. The present study describes the external deformation behavior of GRS walls observed for 12-year long-term performance. The horizontal deformation of the geosynthetics-wrapped-facing GRS walls shows a passive behavior along one third of the wall height, from top going downwards, and active behavior for the rest of the wall height. Even if the geogrid and nonwoven geotextiles are exposed directly to sunlight and rainfalls in a span of 12 years, they have functioned well as wall facing. Therefore, the geosynthetic reinforcement material is strong enough to resist ultraviolet rays.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2006년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.165-168
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• 2006

Carbon fiber reinforced polymer(CFRP) have superior mechanical and chemical properties in comparison with conventional materials. And post-tensioning method has been used for structural reinforcement of RC structures due to easy installation and good effect of resisting capacity of structures. But the higher cost of CFRP and the loss of prestressing force with time are considered the major problems to use it. In this study, CFRP Strips and external post tensioning for rehabilitation of old concrete structures were adapted and optimal combination of these methods is considered. A total of 17 concrete members were made and tested. The types and numbers of CFRP strips and post-tensioning types were selected as major test variables. From test results, it is shown that the concrete members that post tensioned and bonded CFRP strips has a pronounced effect on the strength and deformational behavior. This present study indicates that external temporally post tensioning can reduce the amount of CFRP strips required and the combination of temporally post tensioning and CFRP strips may meet the strength and ductility requirements of old structures.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권2호
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• pp.237-250
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• 2017

There has been increasing attention in many countries on seismic retrofit of old fashioned RC structures in recent years. In such buildings, the joints lack transverse reinforcement and suffer inadequate seismic dimensional requirements and the reinforcement is plain bar. The behavior of the joints is governed by sliding of steel bars and diagonal shear failure is less influential. Different methods to retrofit beam-column joints have been proposed in the literature such as wrapping the joint by FRP sheets, enlargement of the beam-column joint, and strengthening the joint by steel sheets. In this study, an enlargement technique that uses external prestressed cross ties with steel angles is examined. The technique has already been used for substructures reinforced by deformed bars and has advantages such as efficient enhancement of seismic capacity and lack of damage to the joint. Three reference specimens and two retrofitted units are tested under increasing lateral cyclic load in combination with two levels of axial load. The reference specimens showed relatively low shear strength of 0.150${\surd}$($f_c$) and 0.30${\surd}$($f_c$) for the exterior and interior joints, respectively. In addition, relatively brittle behavior was observed and large deformations extended into the panel zone of the joints. The retrofit method has increased ductility ratio of the interior beam-column joints by 63%, and energy dissipation capacity by 77%, relative to the control specimen; For external joints, these values were 11%, and 94%. The retrofit method has successfully relocated the plastic joints far from the column face. The retrofit method has improved shear strength of the joints by less than 10%.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.677-686
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• 2004

본 연구는 외부 프리스트레싱으로 보강된 내부 프리스트레스트 콘크리트 보에 관한 문헌연구와 프리스트레싱 강재의 극한응력 예측식의 개발, 극한응력에 영향을 미치는 변수들에 대한 실험 등이다. 본 논문에서는 내부 및 외부 프리스트레싱 강재의 극한응력에 대한 새로운 합리적 예측식을 제안하고 있는데, 프리스트레싱 강재와 중립축 깊이비의 함수로 표현하여 내부 및 외부 프리스트레싱 강재의 영향을 고려하고 있다. 실험연구에서는 내부 및 외부 프리스트레싱 강재의 극한응력에 가장 큰 영향을 미치는 실험변수를 가지고 외부 프리스트레싱으로 보강된 프리스트레스트 콘크리트 보를 제작하여 실험하였다. 실험연구에서 채택한 영향인자들은 내부 프리스트레싱 강재량, 외부 프리스트레싱 강재량, 지간과 프리스트레싱 강재 높이비 등이다. 실험결과는 분석되어 내부 및 외부 프리스트레싱 강재의 극한응력 예측 제안식의 합리성 적용성을 확인하였다. 본 연구는 제안된 응력 예측식이 실험에서 얻은 실측값들과 잘 일치함을 보여주고 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.75-82
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• 2020

보강토 옹벽이 붕괴되는 사례가 종종 발생되면서, 붕괴된 옹벽의 보강 및 복구에 대한 사회적인 관심은 날로 커지고 있으나 이에 대한 연구는 미미한 경향이 있다. 이와 같은 배경 아래, 본 연구에서는 Plaxis 2D프로그램을 이용한 일련의 수치해석을 수행하여 설계부실로 전면블록의 전도와 배면 침하 피해가 발생된 기존 보강토 옹벽을 복구할 수 있는 방안에 대한 사례연구를 수행하였다. 복구방안으로는 기존 피해 보강토 옹벽에 쏘일네일링과 보강콘크리트(RC) 전면벽체를 보강하는 방안(Case 1)과 기존 피해 보강토 옹벽을 제거하고 재시공하는 방안(Case 2)으로 검토하였다. 보강토 옹벽의 내적안정검토결과는 파단에 대해서는 Case 1이 Case 2보다 크고 인발에 대해서는 Case 2가 Case 1보다 안전율이 크게 나타났다. 수치해석에 의한 외적거동과 전단강도감소법에 의한 전체사면안정 안전율은 Case 1이 Case 2보다 안정적으로 나타났다. 본 연구에서는 보다 안정적인 외적거동을 나타내는 Case 1로 기존 피해 보강토 옹벽을 보강하도록 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.51-61
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• 2000

본 논문에서는 블록식 보강토 옹벽의 내진 설계/해석 개념을 고찰하고 현재 적용되고 있는 대표적인 설계기준이라고 할 수 있는 NCMA 및 FHWA 설계기준을 비교.분석하였다. 그 결과 NCMA와 FHWA 설계기준은 동일한 외적안정성 검토모형을 적용함에도 불구하고 지진계수 산정 기준의 차이로 인해 외적안정성 검토결과가 상이하게 나타나며, 전반적으로 FHWA 설계기준이 다소 보수적인 결과를 주는 것으로 나타났다. 한편, NCMA 설계기준에서 채택하고 있는 내적안정성 검토방법에 의하면 지진하중으로 인한 유발인장력의 증가 정도가 벽체 상단부로 갈수록 현저히 크게 나타나므로 상단부에서의 보강재 수를 증가시켜야할 뿐만 아니라 충분한 인발저항력 확보를 위해 정착길이를 증가시켜야 하나 FHWA 설계기준은 하단부 보강재에 동적하중을 재분배하는 모형을 채택하고 있으므로 NCMA 설계기준과는 상반된 결과를 도출하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 효율적인 설계기준의 개발을 위해 보다 종합적이고 체계적인 연구의 필요성을 제시하고 있다.