• 콘크리트학회논문집
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• 제13권3호
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• pp.228-236
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• 2001

매스콘크리트 구조물에서 발생하는 온도응력을 예측하기 위해 많은 연구가 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 수행되어왔다. 그러나 이러한 해석적인 방법과 실험적인 방법으로 온도응력을 예측하는 것은 한계가 있다. 해석적인 방법은 콘크리트의 탄성계수, 열팽창계수와 같은 물성치를 정확히 알아야 한다. 그리고 실험적인 방법은 대부분이 실제 구조물이나 모형구조물을 통하여 직접 온도응력을 측정한다. 그러나 이와 같은 방법은 경제적인 문제뿐만 아니라 현장의 불확실한 조건들을 감수해야 한다. 본 연구에서는 온도응력을 실내에서 직접적으로 측정할 수 있는 시험장치를 개발하였다. 개발된 온도응력 시험장치는 콘크리트와 다른 열팽창계수를 갖는 재료를 이용하여 실제 구조물에서 발생할 수 있는 콘크리트의 내/외부 구속에 의한 온도응력의 변화를 구현할 수 있으며, 이를 정량적으로 예측할 수 있다. 실험은 해석을 통해 얻은 온도이력을 구현할 수 있는 항온항습조에서 수행하였고, 온도응력은 장비에 부착된 변형률게이지를 통해 얻은 변형률을 이용하여 계산하였다. 개발된 장비의 검증을 위해 매립게이지를 이용하여 온도응력을 측정하는 실험을 동시에 수행하였고, 이 결과에 의하면 개발된 시험장치는 불확실한 콘크리트의 초기재령 물성치를 고려하여 보다 정확하게 온도응력을측정할 수 있으며, 검증실험 결과에 의해 그 객관성과 타당성을 입증할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.99-108
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• 2002

본 연구에서는 탄성, 탄소성 및 실험을 통해 유도된 비선형-취성-소성 모델을 지하 심부 원형터널의 경우에 적용하여 각 모델에 따른 특성과 추정되는 응력재분배 및 응력교란 범위를 비교하였다. 현지 초기응력의 크기와 주응력차가 커질수록 파괴영 역이 파괴되지 않은 영역에 미치는 응력재분배와 교란의 영향이 증가되기 때문에, 탄소성 또는 탄성 해석의 경우보다 비선형-취성-소성 해석결과에서 응력재분배 및 교란영역, 주응력차와 변위가 더 크게 발생하였다. 따라서 현지 응력 수준과 현지 주응력차가 클 경우, 비선형-취성-소성 해석에 의해 손상영 역의 범위가 더 크게 발생할 것으로 예측되므로 손상해석의 필요성이 증대될 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제5권3호
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• pp.251-265
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• 1995

One of the most important matters in stress measurement by hydraulic fracturing technique is the determination of the breakdown pressure, reopening pressure, and shut-in pressure, since these values are the basic input data for the calculation of the in-situ stress. The control of the fracture propagation is also important when the hydraulic fracturing technique is applied to the development of groundwater system, geothermal energy, oil, and natural gas. In this study, a laboratory scale hydraulic fracturing device was built and a series of model tests were conducted with cube blocks of Machon gabbro. A new method called 'flatjack method' was adopted to determine shut-in pressure. The initial stress calculated from the shut-in pressure measured by flatjack method showed much higher accuracy than the stress determined by the conventional method. The dependency of the direction of fracture propagation on the state of the initial stresses was measured by introducin g artificial slots in the borehole made by water jet system. Numerical modeling by BEM was also performed to simulate the fracture propagation process. Both results form numerical and laboratory tests showed good agreement. From this study which provides the extensive results on the determination of shut-in pressure and the control of fracture propagation which are the critical issue in the recent hydraulic fracturing, it is conclued that in-situ stress measurement and the control of fracture propagation could be achived more accurately.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.567-582
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• 2009

일본의 기후현의 카미오카광산은 지하 약 1,000 m의 대심도에, 우주에서 도래하는 소립자의 관측과 양자의 붕괴현상 등을 연구하기 위한 실험시설 SUPER-KAMIOKANDE가 건설되었다. 이 시설 설계를 위한 기초 자료의 하나로, 초기지압 측정을 실시하여 건설 예정지의 암반 응력 상태를 파악했다. 측정 방법은, 일본 전력중앙연구소(Central Research Institute of the Electric Power Industry)에서 개발한 ８성분 변형률 게이지를 이용한 공경변화법, Sugahara와 Obara가 개발한 16성분 구면 게이지를 이용한 구면 공저변형법, 오스트레일리아의 CSIRO에 의해 개발된 Hollow Inclusion Cell을 이용한 공벽변형률법이다. ３종류의 방법에 의해 얻어진 결과가 일치하지는 않았지만, ６응력성분의 평균치를 이용하여 주응력 방향 및 크기를 결정하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제30권6호
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• pp.639-648
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• 2022

This study aims at numerically and experimentally investigating torsional guided wave mixing with weak material nonlinearity under acoustoelastic effect in tubular structures. The acoustoelastic effect on single central frequency guided wave propagation in structures has been well-established. However, the acoustoelastic on guided wave mixing has not been fully explored. This study employs a three-dimensional (3D) finite element (FE) model to simulate the effect of stress on guided wave mixing in tubular structures. The nonlinear strain energy function and theory of incremental deformation are implemented in the 3D FE model to simulate the guided wave mixing with weak material nonlinearity under acoustoelastic effect. Experiments are carried out to measure the nonlinear features, such as combinational harmonics and second harmonics in related to different levels of applied stresses. The experimental results are compared with the 3D FE simulation. The results show that the generation combinational harmonic at sum frequency provides valuable stress information for tubular structures, and also useful for damage diagnosis. The findings of this study provide physical insights into the effect of applied stresses on the combinational harmonic generation due to wave mixing. The results are important for applying the guided wave mixing for in-situ monitoring of structures, which are subjected to different levels of loadings under operational condition.

• 한국재료학회지
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• 제28권7호
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• pp.398-404
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• 2018

Fatigue crack growth retardation of 304 L stainless steel is studied using a neutron diffraction method. Three orthogonal strain components(crack growth, crack opening, and through-thickness direction) are measured in the vicinity of the crack tip along the crack propagation direction. The residual strain profiles (1) at the mid-thickness and (2) at the 1.5 mm away from the mid-thickness of the compact tension(CT) specimen are compared. Residual lattice strains at the 1.5 mm location are slightly higher than at the mid-thickness. The CT specimen is deformed in situ under applied loads, thereby providing evolution of the internal stress fields around the crack tip. A tensile overload results in an increased magnitude of the compressive residual stress field. In the crack growth retardation, it is found that the stresses are dispersed in the crack-wake region, where the highest compressive residual stresses are measured. Our neutron diffraction mapping results reveal that the dominant mechanism is by interrupting the transfer of stress concentration at the crack tip.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1481-1485
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• 2020

The creep behavior of Ni-Cr-W alloy at 950 ℃ has been investigated by a novel creep testing system which is capable of in-situ measurement of strain. Tubular specimens were pressurized with argon gas for effective stresses up to 32 MPa. Experimental results show that the thermal fatigue reduces the creep life of the tubular specimens and with the introduction of thermal cycling fatigue the primary stage disappears and the creep rate higher than the pure thermal creep (without thermal fatigue). Also the creep behavior of Ni-Cr-W alloy doesn't consist in the secondary stage. A new creep equation has been derived and implemented into finite element method. The results from the finite element analyses are in good agreement with the creep experiment.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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• pp.223-228
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• 2005

Precast concrete deck has many advantages comparing with the in-situ concrete deck, and has been successfully applied to replacement of the deteriorated decks and to the newly constructed highway bridges in domestic region. In order to apply the precast decks into the railway bridges, however, differences of the load characteristics between the highway and the railway should be properly taken into account including the train load, longitudinal force of the continuous welded rail. acceleration or braking force, temperature change and shrinkage. Proper level of the longitudinal prestress of the tendons that can ensure integrity of the transverse joints in the deck system is of a primary importance. To this aim, the longitudinal tensile stresses induced by the design loads are derived using three-dimensional finite element analyses, design codes and theoretical equations for the frequently adopted PSC composite girder railway bridge. The estimated proper prestress level to counteract those tensile stresses is over 2.4 MPa, which is similar to the case of the highway bridges.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.134-148
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• 2008

암반의 초기응력 상태는 방사성 폐기물 지층 처분장의 적합성을 판단하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 3차원 개별요소법을 이용하여 스웨덴 방사성 폐기물 처분장 후보지 중 하나인 오스카샴 지역에서 대규모 변형대가 초기응력에 미치는 영향을 살펴보았다. 수치해석에서는 부지조사 과정에서 확인된 변형대를 모델에 포함시켰으며 원거리 지각응력을 경계조건으로 사용하였다. 현지 암반에서 관찰되는 초기응력값의 변화 양상이 수치해석에서도 재현이 됨으로써 수치해석이 암반의 초기응력상태를 이해하는데 유용하게 쓰일 수 있음을 확인하였다. 수치해석을 통한 예측값과 초기응력 측정값과의 차이는 측정된 자료의 양호한 정도, 지질모델 및 변형대의 물성치의 불확실성 등에 기인하는 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.99-105
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• 2004

포화점토가 보오링공에서 불교란시료로써 채취되면, 부의 간극수압이 체적팽창을 억제한다. 이 점토시료에는 지반중에서 작용한 평균주응력이 등방적으로 작용하며, 이 평균주응력은 수직응력보다 작고, 수평응력보다 크다. 그러므로 시료는 비배수조건하에서 수직으로 늘어나고, 수평으로 수축하게 된다. 통상적인 압밀시험은 이와 같이 변형된 시료를 그대로 사용하여 압밀링 크기와 똑같이 성형한 후 수행한다. 따라서 지반중의 유효상재압이 재하되면, 이 압력이 수평응력보다 크기 때문에 압밀량이 늘어나게 된다. 즉 압밀시험공시체는 현장의 압밀거동을 정확하게 나타내지 못하고 항상 아래에 위치하게 된다. 이 논문에서는 상기와 같은 시료변형의 영향을 고려하여, 압밀시험 공시체에 유효상재압이 재하되었을때 수평방향으로 비배수 변형하여 압밀링 내경에 밀착해도록 하였다. 그리고 제안하는 시험법의 적용성과 결과를 통상적인 압밀시험결과와 검토하였다.