• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권5호
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• pp.559-569
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• 2020

In the present study, the fracture toughness of U-shaped notches made of aluminum alloy Al7075-T6 under combined tension/out-of-plane shear loading conditions (mixed mode I/III) is studied by theoretical and experimental methods. In the experimental part, U-notched test samples are loaded using a previously developed fixture under mixed mode I/III loading and their load-carrying capacity (LCC) is measured. Then, due to the presence of considerable plasticity in the notch vicinity at crack initiation instance, using the Equivalent Material Concept (EMC) and with the help of the point stress (PS) and mean stress (MS) brittle failure criteria, the LCC of the tested samples is predicted theoretically. The EMC equates a ductile material with a virtual brittle material in order to avoid performing elastic-plastic analysis. Because of the very good match between the EMC-PS and EMC-MS combined criteria with the experimental results, the use of the combination of the criteria with EMC is recommended for designing U-notched aluminum plates in engineering structures. Meanwhile, because of nearly the same accuracy of the two criteria and the simplicity of the PS criterion relations, the use of EMC-PS failure model in design of notched Al7075-T6 components is superior to the EMC-MS criterion.

• 자원환경지질
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• 제34권6호
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• pp.601-615
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• 2001

본 연구지역인 충북 보은군 보은읍 일대는 옥천변성대에 속하며, 도로공사구간 중 1:0.:리 구배로 절취한 암반사 면내의 일부구간에서 평면파괴가 발생하였다. 이 구간은 파괴면과 동일한 방향성을 갖는 불연속면에 의해 추가붕괴가 예상되는 등 불안정한 상태이다. 따라서, 본 사면에 대해 SMR, 평사투영법, 한계평형법으로 안전성을 해석하였다. 그러나, 이러한 방법으로 해석할 수 없는 절취에 따른 암반사면의 응력재분배 및 비선형적인 변위거동에 대해서는 UDEC 을 이용하여 수치해석하고, 보강공법을 적용하여 안정성을 해석해 보았다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.102-109
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• 2001

In order to take account of the statistical properties of probability variables used in the structural analysis, the conventional approach using the safety factor based on past experience usually estimated the safety of a structure. The real structures could only be analyzed with the error in estimation of loads, material characters and the dimensions of the members. But the errors should be considered systematically in the structural analysis. Structural safety could not precisely be appraised by the traditional structural design concept. Recently, new approach based on the probability concept has been applied to the assessment of structural safety using the reliability concept. Thus, the computer program by the Probabilistic FEM is developed by incorporating the probabilistic concept into the conventional FEM method. This paper estimated for the reliability of a plane stress structure by Advanced First-Order Second Moment method using von Mises, Tresca and Mohr-Coulomb failure criterions. The reliability index and failure probability of attained by the Monte Carlo Simulation method with the von Mises criterion were same as PFEM, but the Monte Carlo Simulation were very time-consuming. The variance of member thickness and load could influence the reliability and failure probability most sensitively among the design variables from the results of the parameter analysis. And proper failure criterion must be used to design safely.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권1호
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• pp.245-253
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• 2017

The relative displacement of a piping system installed between isolated and nonisolated structures in a severe earthquake might be larger when without a seismic isolation system. As a result of the relative displacement, the seismic risks of some components in the building could increase. The possibility of an increase in seismic risks is especially high in the crossover piping system in the buildings. Previous studies found that an elbow which could be ruptured by low-cycle ratcheting fatigue is one of the weakest elements. Fatigue curves for elbows were suggested based on component tests. However, it is hard to find a quantitative evaluation of the ultimate state of piping elbows. Generally, the energy dissipation of a solid structure can be calculated from the relation between displacement and force. Therefore, in this study, the ultimate state of the pipe elbow, normally considered as failure of the pipe elbow, is defined as leakage under in-plane cyclic loading tests, and a failure estimation method is proposed using a damage index based on energy dissipation.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권11호
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• pp.5-15
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• 2014

사면파괴로 인한 피해사례가 늘어남에 따라 사면을 안전하게 설계하고 시공하는 것은 대단히 중요하다. 현재 실무에서 주로 사용되는 한계평형해석은 간단한 계산에 의해 안전율을 산정할 수 있지만 활동면을 미리 가정한다는 단점이 있다. 한편 유한차분해석 시 전단강도감소기법을 이용하여 안전율 산정이 용이해짐에 따라 설계 시 이용되는 빈도가 점차 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 두 가지 해석방법의 비교를 통해 합리적인 쏘일네일링 설계방안의 제안을 목적으로 한다. 이를 위해 평면파괴 예상구간에 쏘일네일링 보강 시 보강패턴에 따른 보강효과를 비교해보았다. 그 결과 네일의 각도와 간격에 따른 보강효과는 동일하게 나타났다. 하지만 네일 길이가 증가함에 따라 한계평형해석의 경우 안전율이 증가하였지만 유한차분해석의 경우 안전율의 변화가 없었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.267-275
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• 2012

본 연구에서는 철근 콘크리트 벽과 강판 콘크리트 벽이 이질접합 형태로 만나는 구조물의 휨 및 전단거동 특성을 검토하기 위하여 L형과 I형 타입의 실험체를 제작하고 구조실험을 수행하였다. 실험 시, 지진하중 등에 대한 실험체의 동적특성을 확인하기 위하여 Push 및 Pull을 반복하는 싸이클 하중을 구현하고자 하였다. L형 실험체에 대한 면외 휨 실험결과, 실험체의 공칭강도를 초과하는 휨 성능을 발휘하였으며, 이에 따라 설계에 적용된 수직철근의 미겹침 이음길이의 타당성을 확인할 수 있었다. 한편, 강판 콘크리트 벽 내에 수평철근의 배근 유무를 변수로 구성한 두 개의 I형 실험체에 대한 면내 전단 실험결과, 수평철근의 배근 유무에 상관없이 공칭강도를 초과하는 전단 성능을 보였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.195-202
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• 1999

In this Paper, a so-called volume-control method for nonlinear failure analysis of reinforced concrete cylindrical structures is proposed. The pressure node which defines uniform change of pressure on finite element is added into layered shell element utilizing in-plane constitutive models of reinforced concrete and layered formulation. With the pressure node formulation, one can control the change in volume enclosed by the cylindrical structures and determine the required change in pressure. An algorith of volume-control method is employed and failure analyses for RC cylindrical structures are carried out using proposed method.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.577-582
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• 2000

The pseudo-volume control method is developed for the failure analysis of RC slabs, by adding pressure node into layered shell element utilizing in-plane constitutive models of reinforced concrete and layered formulation. For the failure analysis of RC slabs n this paper, geometric nonliearity is also considered in the analysis. The validity of the pseudo-volume control method is verified by comparing analysis results and existing experimental results.

• 한국지구과학회지
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• 제25권1호
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• pp.22-31
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• 2004

Laboratory experiments were conducted in order to find effects of the intermediate principal stress of ${\sigma}_{2}$ on rock fractures and faults. Polyaxial tests were carried out under the most generalized compressive stress conditions, in which different magnitudes of the least and intermediate principal stresses ${\sigma}_{3}$ and ${\sigma}_{2}$ were maintained constant, and the maximum stress ${\sigma}_{1}$, was increased to failure. Two crystalline rocks (Westerly granite and KTB amphibolite) exhibited similar mechanical behavior, much of which is neglected in conventional triaxial compression tests in which ${\sigma}_{2}$ = ${\sigma}_{3}$. Compressive rock failure took the form of a main shear fracture, or fault, steeply dipping in ${\sigma}_{3}$ direction with its strike aligned with ${\sigma}_{2}$ direction. Rock strength rose significantly with the magnitude of ${\sigma}_{2}$, suggesting that the commonly used Mohr-type failure criteria, which ignore the ${\sigma}_{2}$ effect, predict only the lower limit of rock strength for a given ${\sigma}_{3}$ level. The true triaxial failure criterion for each of the crystalline rocks can be expressed as the octahedral shear stress at failure as a function of the mean normal stress acting on the fault plane. It is found that the onset of dilatancy increases considerably for higher ${\sigma}_{2}$. Thus, ${\sigma}_{2}$ extends the elastic range for a given ${\sigma}_{3}$ and, hence, retards the onset of the failure process. SEM inspection of the micromechanics leading to specimen failure showed a multitude of stress-induced microcracks localized on both sides of the through-going fault. Microcracks gradually align themselves with the ${\sigma}_{1}$-${\sigma}_{2}$ plane as the magnitude of ${\sigma}_{2}$ is raised.

• 지질공학
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• 제18권4호
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• pp.447-457
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• 2008

절리면의 거칠기, 충전물 등의 공학적 특성과 활동면 경사, 수압하중을 고려하여 암반사면의 파괴거동을 고찰하고 파괴시기를 예측하기 위하여 모형실험이 수행되었다. 절리면 거칠기는 폭, 길이, 높이 등을 고려하여 톱니형으로 제작하였다. 충전물은 거칠기의 돌출부 높이에 대하여 일정한 충전물두께를 유지하는 방식으로 0에서 돌출부 높이의 1.2배까지 증가시켰다. 수압증가에 따른 사면의 거동양상을 파악하기 위해서는 인장균열에 완전히 가해질 수 있는 수압을 100%로 하여 0.5%/min 및 1%/min의 속도로 0%에서 파괴 시 까지 수압하중을 증가시켰다. 모형실험은 활동면 경사각 $30^{\circ}$와 $35^{\circ}$에서 각각 거칠기, 충전물 두께, 수압하중증가 등의 조합을 변화시키면서 총 50회 수행하였다. 모형실험결과 절리면의 거칠기가 없는 경우의 파괴거동 양상은 수압하중 증가 조건과 충전물의 유무에 관계없이 선형 변위거동으로 나타나는 것이 특징적이다. 거칠기가 존재할 경우에는 충전물 두께가 거칠기 높이보다 낮을 때 계단형 변위거동이, 거칠기 높이 이상일 때 지수형 변위거동이 특징적이다. 이는 충전물 두께가 거칠기의 높이를 넘어서면 절리면의 거동특성이 충전물의 공학적 특성에 좌우되기 때문인 것으로 판단된다. 파괴를 유발하는 수압하중의 크기는 절리면의 거칠기가 증가함에 따라 증가한다. 충전물의 두께가 증가할수록 거칠기의 영향이 작아져 파괴 시 수압하중은 감소한다 파괴가 임박한 시점에서 3차 크립 형태의 변위거동을 보이는 지수형의 경우에는 inverse velocity를 이용한 파괴시기 예측이 가능한 것으로 판단된다. 다만 실험에서 나타난 거동특성이 완전한 지수형이 아니고 계단형과 지수형의 중간형태로 나타나는 경우가 대부분이므로 정확한 파괴시기 예측을 위해서는 다수에 걸친 파괴시간 추정이 필요할 것으로 사료된다.