• Geomechanics and Engineering
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• 제13권4호
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• pp.535-570
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• 2017

There are only few cases where cause and location of failure of a rock structure are limited to a single discontinuity. Usually several discontinuities of limited size interact and eventually form a combined shear plane where failure takes place. So, besides the discontinuities, the regions between adjacent discontinuities, which consist of strong rock and are called material or rock bridges, are of utmost importance for the shear strength of the compound failure plane. Shear behaviour of persistent and non-persistent joint are different from each other. Shear strength of rock mass containing non-persistent joints is highly affected by mechanical behavior and geometrical configuration of non-persistent joints located in a rock mass. Therefore investigation is essential to study the fundamental failures occurring in a rock bridge, for assessing anticipated and actual performances of the structures built on or in rock masses. The purpose of this review paper is to present techniques, progresses and the likely future development directions in experimental testing of non-persistent joint failure behaviour. Experimental results showed that the presence of rock bridges in not fully persistent natural discontinuity sets is a significant factor affecting the stability of rock structures. Compared with intact rocks, jointed rock masses are usually weaker, more deformable and highly anisotropic, depending upon the mechanical properties of each joint and the explicit joint positions. The joint spacing, joint persistency, number of rock joint, angle of rock joint, length of rock bridge, angle of rock bridge, normal load, scale effect and material mixture have important effect on the failure mechanism of a rock bridge.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권2호
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• pp.223-241
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• 2007

Seven full-scale exterior beam-column joints were produced and tested under reversible cyclic loads to determine. Two of these seven specimens were produced using ordinary reinforced concrete (RC). Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) was placed in three different regions of the beams of the rest five specimens to determine the extent of the region where SFRC is the most effective. The extent of the region of SFRC was kept constant at the columns of all five specimens. Three of these five specimens which had one stirrup in the joint, were tested to evaluate the effect of the stirrup on the behavior of the beam-column joint together with SFRC. In production of the specimens with SFRC, all special requirements of the Turkish Earthquake Code related to the spacing of hoops were disregarded. Previous researches reported in the literature indicate that the fiber type, the volume content, and the aspect ratio of steel fibers affect the behavior of beam-column joints produced with SFRC. The results of the present investigation show that the behavior of exterior beam-column joints depends on the extent of the region where SFRC is used and the usage of stirrup in the joint, in addition to the parameters listed in the literature.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권3호
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• pp.227-236
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• 2020

Non-destructive exploration using elastic waves has been widely used to characterize rock mass properties. Wave propagation in jointed rock masses is significantly governed by the characteristics and orientation of discontinuities. The relationship between spatial heterogeneity (i.e., joint spacing) and wavelength for elastic waves propagating through jointed rock masses have been investigated previously. Discontinuous rock masses can be considered as an equivalent continuum material when the wavelength of the propagating elastic wave exceeds the spatial heterogeneity. However, it is unclear how stress-dependent long-wavelength elastic waves propagate through a repetitive rock-joint system with multiple joints. A preliminary numerical simulation was performed in in this study to investigate long-wavelength elastic wave propagation in regularly jointed rock masses using the three-dimensional distinct element code program. First, experimental studies using the quasi-static resonant column (QSRC) testing device are performed on regularly jointed disc column specimens for three different materials (acetal, aluminum, and gneiss). The P- and S-wave velocities of the specimens are obtained under various normal stress levels. The normal and shear joint stiffness are calculated from the experimental results using an equivalent continuum model and used as input parameters for numerical analysis. The spatial and temporal sizes are carefully selected to guarantee a stable numerical simulation. Based on the calibrated jointed rock model, the numerical and experimental results are compared.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.232-246
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• 2018

이 연구에서는 탄성파 속도를 이용한 암반분류(RMR)의 근거를 정량적으로 확인하기 위해 3공의 시추공 시추자료(지층 경계, RMR 등)와 현장 탄성파 측정 자료들과의 관계를 살펴보았다. 현장에서 획득된 탄성파 속도는 심도가 증가함에 따라 단조증가의 경향을 보인다. 각 시추공의 동일 심도에서 RMR, RQD, 절리간격 등의 상호상관성이 관찰되었으나, 탄성파 속도(Vp)는 RQD, 절리간격, UCS, 암편 Vp, RMR 등과 상관관계가 없는 것으로 나타났다. 반면, 시추공(3공)에서 모든 자료에 대하여 심도를 고려하지 않고 분석하였을 경우 현장 탄성파 속도와 대부분의 RMR 인자들은 상관성이 낮지만(예: 일축압축강도와 절리간격의 결정계수: 각각 0.039와 0.091), RMR과 RQD는 상대적으로 높은 상관관계가 있는 것으로 나타났다(RQD와 RMR의 결정계수: 각각 0.193과 0.211). 이러한 결과는 현장 탄성파 속도로부터 각 심도 지점에서의 개별 인자 값의 유추는 불가능하지만, 암반의 전반적인 물성을 포함하고 있는 RMR의 상관관계를 이용하여 개략적인 지반특성의 파악은 가능하다는 점을 시사한다. 아울러, 널리 이용되는 품셈의 연암-보통암의 경계값이 시추조사를 통해 실제 지반의 연암-보통암 경계값에 비해 속도가 느림이 관찰되는데, 이는 품셈의 기준을 재정립할 필요가 있음을 지시한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.19-26
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• 2024

본 연구에서는 풍력타워 지지구조 연결부 1/12.5 축소모형 실험체의 압축거동을 실험적으로 분석하였다. 압축강도 140MPa의 고성능 시멘트계 그라우트를 연결부에 충전하였으며, 전단키 간격, 형상과 연결부 길이를 변수로 하여 실험을 수행하였다. 연결부 내의 전단키의 개수가 동일한 경우 연결부 길이보단 전단키의 간격이 작을수록 부착전단강도가 높게 나타났으며, 동일한 간격과 연결부 길이에서는 전단키의 높이가 높을수록 강도가 높게 나타났다. 또한 연결부 슬립량 1.0mm 내외까지 선형거동을 한 후 하중이 증가함에 따라 비선형 거동을 한후 7.0mm 내외의 슬립에서 최대 강도에 도달하는 것으로 나타났다. 전단키의 형상과 간격 등에 따라 강도가 증가함에 따라 파괴형태는 계면전단파괴에서 그라우트 파괴로 변화하는 것으로 나타났으며, 강섬유에 의해 취성적인 파괴는 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.659-665
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• 2016

풋월 비탈면 설계 시 해석시간이 짧고, 간편하여 한계평형법을 주로 이용하였으나, 쟁기형태파괴를 모사하기에는 어려움이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 DEM (Distinct Element Method) 해석프로그램인 UDEC을 이용해 수치해석을 수행하여 풋월 비탈면에서 발생되는 쟁기형태파괴에 미치는 영향인자를 분석하였다. 매개변수분석은 암반절리(층면절리, 공액절리, 비탈면의 하단에 위치한 절리)의 구조 및 암반절리상태 등을 변경하여 수행하였으며, 비탈면의 안전율은 강도감소법(Strength Reduction Method)을 이용하여 산정하였다. 수치해석 결과를 통해 쟁기형태파괴는 공액절리(conjugate joint)의 경사각에 주로 의존하고 있음을 확인할 수 있었으며, 층리의 한계간격 및 슬래브의 한계길이가 공액절리의 경사각에 영향을 받는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 비탈면 보강을 포함한 풋월 비탈면의 최적설계 및 시공에 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.98-111
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• 2012

본 연구에서는 급속시공을 위한 단지간의 슬래브 형식의 프리캐스트 모듈러교량의 종방향 연결부 상세를 제안하고자 한다. 슬래브 형식의 프리캐스트 모듈러교량은 횡방향으로 분절되어 제작되므로, 분절된 프리캐스트 모듈 사이에는 종방향의 연결부가 형성된다. 이에, 종방향 연결부의 형상과 제원을 결정하기 위해 전단키 개수, 폭, 높이, 경사각, 연결부 폭을 변수로 선정하여 해석적 연구와 실험적 연구를 함께 수행하였다. 결과 분석을 위해서 연결부에 초기 균열이 발생하는 균열하중에 대한 경향을 검토하였으며, 종방향 연결부의 효율성을 평가하기 위해 효율계수(efficiency factor)를 제안하였다. 해석 및 실험에서 얻어진 균열하중과 본 연구에서 제안된 효율계수를 이용하여 연결부의 형상 및 제원을 결정하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.287-295
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• 1998

흙 사면의 안정성 해석에는 한계평형법이 널리 사용되고 있다. 그러나 절 리가 발달한 암반사면의 파괴는 절리의 거동에 지배를 받으므로 절리의 방향성과 파괴특성이 동시에 고려되어야 한다. 본 논문에서는 이러한 암반사면의 안정성해석을 위하여 임의방향으로 발달한 두 조의 절리군을 고려할 수 있는 편재절리모델을 사용하여 사면과 절리의 상대적인 방향성이 사면의 안전율에 어떠한 영향을 주는지 살펴보았다. 이를 위하여 이미 개발된 바 있는 비등방 탄소성 모델을 사면안정 해석에 적용할 수 있도록 수정하였으며, 안전율 계산 routine을 상용프로그램인 FLAC인 FISH macro 언어를 사용하여 작성하였다. 개발된 모델의 검증을 위하여 1요소에 대한 직접전단시험을 수치해석적으로 수행하였고, 안전율이 1인 흙사면을 선택하여 서로 수직인 2조의 절리군이 발달한 암반의 안정성 해석을 수행하여 Culmann의 평면파괴해와 비교하였다. 또한 UDEC에 의한 해석을 수행하여 사면파괴양상을 비교하였다. 절리의 간격이 충분히 작을 경우 편재절리모델은 정확한 결과를 나타내어 절리암반사면의 설계 및 안정성 해석에 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.125-132
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• 2020

암반내의 절리는 암반의 전체적인 역학적 거동에 중요한 역할을 한다. 암반에 대한 수치해석은 절리면의 역학적 물성, 방향성, 간격 그리고 연속성을 정교하게 모델링할수 있어야 한다. 본 논문의 내재적 절리-연속체 접근법은 절리군을 포함한 암반의 역학적 모델을 제시한다. 암반에 대한 강성 텐서는 온전한 암석과 절리군의 역학적 특성으로부터 산정하였다. 이는 온전한 암석과 절리군에 대한 연속적 강성 시스템의 컴플라이언스 텐서 합으로부터 산정할 수 있다. 암반사면의 평면파괴에 대한 수치해석은 기존의 daylight envelope과 측면한계를 적용하는 경험적인 방법과 상당히 일치함을 확인하였다. 개발된 내재적 절리-연속체 모델은 연속체 기반으로 수식화되어 기존의 절리에 대한 열-수리-화학적 실험적 결과들을 실제 수치해석에 적용할수 있을 것이다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.774-777
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• 2004

This study was performed to evaluate joint behavior for the application of hybrid bridges by experiment of 14 beams according to penetration length, amount of reinforcing steel and stud and prestressing stress. By tests results, prestressing stress was more effective than amount of stud or reinforcing steel. And the spacing of stud is also more effective than penetration length. Especially, all beams were failed by turns desertion of reinforcing steel, stud, and steel plate.