• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.49-57
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• 2014

본 연구에서는 남극 장보고기지 부근에서 채취한 시료를 활용하여 동하중에 대한 액상화 저항특성을 파악하기 위하여 반복삼축시험을 실시하였다. 또한 기존문헌과의 비교를 통하여 남극에서 퇴적된 지반의 동적거동을 규명하였다. 시험결과 동일한 압밀응력비에 대한 반복회수와 축변형률 5%를 발생시키는데 필요한 반복응력비와의 관계는 모든 시료에서 초기액상화를 발생시킬 수 있는 반복응력비가 증가할수록 반복회수가 감소하였다. 세립분 함유량이 10%로 증가할수록 액상화 저항강도가 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었다. 점착력과 액상화 저항강도와의 관계는 세립분 함유량과 액상화 저항강도와의 관계와 같이 점착력이 증가할수록 액상화 저항강도도 감소하지만 어느 시점 이후에는 반복응력비가 증가하는 경향을 보였다. 또한, 마찰각과 평균입경이 증가할수록 반복응력비가 증가하는 경향을 나타내었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제7권4호
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• pp.403-430
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• 2014

Shale gas formations exhibit strong mechanical and strength anisotropies. Thus, it is necessary to study the effect of anisotropy on the hydraulic fracture initiation pressure. The calculation model for the in-situ stress of the bedding formation is improved according to the effective stress theory. An analytical model of the stresses around wellbore in shale gas reservoirs, in consideration of stratum dip direction, dip angle, and in-situ stress azimuth, has been built. Besides, this work established a calculation model for the stress around the perforation holes. In combination with the tensile failure criterion, a prediction model for the hydraulic fracture initiation pressure in the shale gas reservoirs is put forward. The error between the prediction result and the measured value for the shale gas reservoir in the southern Sichuan Province is only 3.5%. Specifically, effects of factors including elasticity modulus, Poisson's ratio, in-situ stress ratio, tensile strength, perforation angle (the angle between perforation direction and the maximum principal stress) of anisotropic formations on hydraulic fracture initiation pressure have been investigated. The perforation angle has the largest effect on the fracture initiation pressure, followed by the in-situ stress ratio, ratio of tensile strength to pore pressure, and the anisotropy ratio of elasticity moduli as the last. The effect of the anisotropy ratio of the Poisson's ratio on the fracture initiation pressure can be ignored. This study provides a reference for the hydraulic fracturing design in shale gas wells.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권11호
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• pp.15-23
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• 2015

반복단순전단시험기를 사용하여 조밀한 해양실트질 모래의 비배수 파괴거동에 대한 평균전단응력과 반복전단응력의 영향을 평가하였다. 시험결과는 평균전단응력비가 0인 경우는 비교적 좌우 대칭형태의 반복전단변형률이 주된 변형모드였으며 영구전단변형률은 상대적으로 작게 발생하였다. 평균전단응력비가 0이상인 경우는 반복횟수가 증가함에 따라 주로 한 방향으로 영구전단변형률이 증가하고 반복전단변형률은 거의 변화가 없었다. 평균전단응력비는 응력-변형률 거동에 상당한 영향을 보였으나, 파괴에 필요한 반복하중횟수 등에 대한 영향이 반복전단응력비에 비해 상대적으로 적었다. 본 논문에서 제안한 응력기반 파괴기준은 해양구조물 설계 시 기초 하부 지반의 반복전단강도를 평가하는 데 효과적으로 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.41-48
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• 2002

공중낙하법에 의해 만든 등방압밀 모래공시 체를 미소변형률 측정장치를 사용한 평면변형률압축시험을 실시하여 미소변형률에서 파괴후까지의 응력-다이레이턴시(stress-dilatancy) 관계를 연구하였다. 세계 각국의 주요 연구기관에서 사용되고 있는 7종류의 연구용 표준사 공시체를 멤브레인의 관입에 의한 오차와 변위를 외부에서 측정함으로 하여 생기는 오차(bedding error) 등의 영향을 제거하여 측정한 최대주응력방향의 변형률과 최소주응력방향의 변형률을 각각 0.0001%에서 파괴 시까지의 응력-변형률 관계를 얻었다. 그 결과 미소변형률 수준에서 파괴 시가지의 주응력비-주변헝률증분비 관계는 과압밀비 및 구속압에 거의 영향을 받지 않고 동일하였다. 또한 미소변형률에서는 이방성이 주응력비-주변형률증분비 관계에 미치는 영향은 거의 없지만, 파괴 부근에서의 K값의 크기는 $\delta$에 따라 다른 값을 나타내었다. 한편, K값은 모래의 종류에 따라 다른 값을 나타내었다. 전체적으로 Rowe의 응력-다이레이턴시식은 미소변형를에서 파괴까지 근사적으로 성립한다는 것을 알았다.

• 터널과지하공간
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• 제9권3호
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• pp.194-203
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• 1999

본 연구에서는 록볼트의 역학적 거동을 파악하기 위하여 지하공동에 설치된 단일 록볼트에 발생하는 축응력 분포, 록볼트-그라우트 접촉면에서의 전단응력 분포와 중립점의 위치를 분석하였으며, 현장의 다양한 지질조건에 대한 록볼트의 보강효과를 분석하기 위하여 여러가지 지반조건과터널크기에서 록볼트의 설치간격과설치길이를 변화시키며 전산해석을 수행하였다. 전산해석결과, 최대 인장응력 및 전단응력의 분포를 파악할 수 있었으며, 중립점의 위치에 영향을 주는 인자가 공동의 굴착폭임을 알 수 있었다. 또한 패턴볼팅으로 보강된 원형공동에서 록볼트에 의한 암반의 봉압효과는 응력 증가비를 사용하여 분석하였으며, 소성대 감소효과와지반 변위 감소효과는 각각 소성대 감소비와 변위 감소비를 사용하여 분석하여 록볼트의 보강효과 경향을 파악할 수 있었다. 이러한 보강효과의 경향분석 결과는 실제 터널의 안정적 설계에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제46권5호
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• pp.479-489
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• 2008

목적: 상악 구치부에서 자연치와 임플란트 보철시, 보철치관/고정체 비율에 따른 응력분포 양상을 비교하고자 했다. 재료 및 방법: 자연치 모델의 경우는 획득한 3차원 인체모델을 상악 좌측 제2소구치 및 제 1대구치가 포함된 상악골을 Box 형태의 3차원 유한요소모델로 변환하였고, 임플란트 모델은 3차원 인체모델에서 치아 부분을 제거하고 동일 부위에 임플란트 모델을 연결하는 과정을 거쳐서 임플란트가 삽입된 유한요소모델을 구성하였다. 치관/고정체 비율을 0.7:1, 1:1, 1.25:1이 되도록 골수준 (bone level)을 조정하였으며 각 모델의 치관 부위에 300 N의 수직 하중과 수평하중을 각각 가했다. 결과: 1. 모든 하중 조건하에서 자연치와 임플란트 모두에서 피질골과 인접하는 경부에 응력이 집중되는 양상을 보였다. 2. 치관/치근 (고정체) 비가 증가함에 따라 자연치와 임플란트 모두에서 교합면에 수직적 하중을 가한 경우에는 응력의 변화가 뚜렷하지 않았으나, 수평적 하중을 가한 경우에서는 응력이 증가하는 양상을 보였다. 3. 자연치의 경우에 치관/치근비가 증가함에 따라 splinting이 응력감소 효과를 보였고, 임플란트의 경우에는, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수직 하중조건에 응력감소효과를 보였으나, 중심에서 벗어난 하중조건에는 최대응력이 오히려 증가하는 양상을 보였다. 4. 임플란트의 경우, 치관/고정체 비가 증가함에 따라 splinting이 수평하중조건 4에서 뚜렷한 응력감소 효과를 보이나, 수평 하중조건 5에서는 응력감소 효과가 감소되고, 특히 치관/고정체 비가 1.25:1인 경우에서는 오히려 응력의 증가를 보였다. 결론: 임플란트 보철물은 치관/고정체 비가 커질수록 더 큰 응력을 받게 되고, splinting의 효과도 감소하게 된다. 또한 교합하중이 임플란트의 장축을 벗어나거나 중심에서 벗어난 경우 응력이 커지는 것으로 사료된다.

• 한국생산제조학회지
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• 제6권3호
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• pp.58-64
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• 1997

A micromechanics model to describe the elastic behavior of fiber or whisker reinforced metal matrix composites was developed and the stress concentrations between reinforcements were investigated using the modified shear lag model with the comparison of finite element analysis (FEA). The rationale is based on the replacement of the matrix between fiber ends with the fictitious fiber to maintain the compatibility of displacement and traction. It was found that the new model gives a good agreement with FEA results in the small fiber aspect ratio regime as well as that in the large fiber aspect ratio regime. By the calculation of the present model, stress concentration factor in the matrix and the composite elastic modulus were predicted accurately. Some important factors affecting stress concentrations, such as fiber volume fraction, fiber aspect ratio, end gap size, and modulus ratio, were also discussed.

• Journal of Welding and Joining
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• 제5권1호
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• pp.42-56
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• 1987

Fatigue Fracture behaviors of the TIG-welded aluminum alloys, such as Al 2024-T4, A1 5050-0 and Al 7075-T7 were investigated when a crack propagated from tensile residual stress region and compressive residual stress region. The experimental values were compared with the values expected by the Forman equation. The experimental results are summarized as the following: (1) In case of fatigue crack propagation from residual stress region, the values predicted by Forman equation were Found to exactly corresponded to the experimental values. (2) When the stress intensityfactors affected by compressive residual stress, Kres, were greater than the stress intensity factors by minimum applied stresses. Kmin, the Forman equation was found to be improper to be applied directly, but the equation appeared to be proper, if the stress ratio was modified to zero. (3) The experimental results confirmed that residual stress was relaxed by repeated tensile loading and the relaxing trend was greater in case of compressive residual stress than that of tensile residual stress.

• 한국안전학회지
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• 제16권1호
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• pp.18-24
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• 2001

The fatigue crack growth behavior of the SA516/70 steel which is used for pressure vessels was examined experimentally at room temperature, $-60^{\circ}C$,$-80^{\circ}C$ and $-100^{\circ}C$ with stress ratio of R=0.05, 0.1 and 0.3. Fatigue crack propagation rate da/dN related with stress intensity factor range ${\Delta}K$ was influenced by stress ratio in stable of fatigue crack growth (Region II) with an increase in ${\Delta}K$. The resistance of fatigue crack growth at low temperature is higher compared with that at room temperature, which is attributed to the extent of plasticity-induced by compressive residual stress according to the cyclic loads. Fractographic examinations reveal that the differences of the fatigue crack growth characteristics between room and low temperatures are mainly explained by the crack closure and the strengthening due to the plasticity induced and roughness induced.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.80-87
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• 2001

The fatigue crack growth behavior of the SA516/60 steel which is used for pressure vessels was examined experimentally at room temperature $25^{\circ}C, -30^{\circ}C, -60^{\circ}C, -80^{\circ}C, -100^{\circ}C$ and -l2$0^{\circ}C$ with stress ratio of R=0.05, 0.1 and 0.3. Fatigue crack propagation rate da/dN related with stress intensity factor range ΔK was influenced by stress ratio in stable of fatigue crack growth (Region II) with an increase in ΔK. The resistance of fatigue crack growth at low temperature is higher compared with that at room temperature, which is attributed to the extent of plasticity-induced by compressive residual stress according to the cyclic loads. Fractographic examinations reveal that the differences of the fatigue crack growth characteristics between room and low temperatures are mainly explained by the crack closure and the strengthening due to the plasticity induced and roughness induced.