• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.287-294
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• 2021

본 연구에서는 고로슬래그 미분말 등의 순환자원을 재활용하여 건설 현장에서 다양한 목적으로 사용되고 있는 지반안정재에 대해 매입말뚝용 주면고정액으로서의 활용 가능성을 분석하기 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 주면고정액의 일반적인 물/결합재비인 70%와 83%를 적용하여 시편을 제작하고, 압축강도, 주면마찰력, 내진 성능을 파악하기 위한 압축시험, 모형시험, 진동대 시험을 실시하였다. 시험결과. 순환자원을 재활용한 지반안정재의 경우, 국내 관련 기준에 제시된 압축강도 기준을 상회하고, 보통 포틀랜드 시멘트 대비 동등한 주면마찰력을 발휘하며, 지진으로 인한 발생 변위량도 국내 허용변위 기준에 비해 매우 작은 수준을 나타내었다. 따라서 시험결과를 종합적으로 고려할 때, 매입말뚝용 주면고정액으로서 순환자원을 재활용한 지반안정재의 활용 가능성은 충분한 것으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제29권 6호
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• pp.407-418
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• 2022

This paper numerically investigates the effect of changes in the mechanical properties (displacement, strain, and stress) of the ultra-high-performance concrete (UHPC) without rebar and the reinforced concrete (RC) using steel re-bars. This reinforced concrete is mostly used in the concrete bridge decks. A mixture of sand, gravel, cement, water, steel fiber, superplasticizer, and micro silica was used to fabricate UHPC specimens. The extended finite element method as used in the ABAQUS software is applied for considering the mechanical properties of UHPC, RC, and ordinary concrete specimens. To calibrate the ABAQUS, some experimental tests have been carried out in the laboratory to measure the direct tensile strength of UHPC by the compressive-to-tensile load converting (CTLC) device. This device contains a concrete specimen and is mounted on a universal tensile testing apparatus. In the experiments, three types of mixed concrete were used for UHPC specimens. The tensile strength of these specimens ranges from 9.24 to 11.4 MPa, which is relatively high compared with ordinary concrete specimens, which have a tensile strength ranging from 2 to 5 MPa. In the experimental tests, the UHPC specimen of size 150×60×190 mm with a central hole of 75 mm (in diameter)×60 mm (in thickness) was specially made in the laboratory, and its direct tensile strength was measured by the CTLC device. However, the numerical simulation results for the tensile strength and failure mechanism of the UHPC were very close to those measured experimentally. From comparing the numerical and experimental results obtained in this study, it has been concluded that UHPC can be effectively used for bridge decks.

• Geomechanics and Engineering
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• 제32권4호
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• pp.375-385
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• 2023

There are many joint fissures distributed in the engineering rock mass. In the process of geological history, the underground rock mass undergoes strong geological processes, and undergoes complex geological processes such as fracture breeding, expansion, recementation, and re-expansion. In this paper, the damage-stick-slip process (DSSP), an analysis model used for rock mass failure slip, was established to examine the master control and time-dependent mechanical properties of the new and primary fractures of a multi-fractured rock mass under the action of stress loading. The experimental system for the recemented multi-fractured rock mass was developed to validate the above theory. First, a rock mass failure test was conducted. Then, the failure stress state was kept constant, and the fractured rock mass was grouted and cemented. A secondary loading was applied until the grouted mass reached the intended strength to investigate the bearing capacity of the recemented multi-fractured rock mass, and an acoustic emission (AE) system was used to monitor AE events and the update of damage energy. The results show that the initial fracture angle and direction had a significant effect on the re-failure process of the cement rock mass; Compared with the monitoring results of the acoustic emission (AE) measurements, the master control surface, key blocks and other control factors in the multi-fractured rock mass were obtained; The triangular shaped block in rock mass plays an important role in the stress and displacement change of multi-fracture rock mass and the long fissure and the fractures with close fracture tip are easier to activate, and the position where the longer fractures intersect with the smaller fractures is easier to generate new fractures. The results are of great significance to a multi-block structure, which affects the safety of underground coal mining.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.129-137
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• 2007

건설지반재료의 부족과 환경보존의 중요성이 대두되는 현실에서 해양준설토를 건설자원으로의 재활용 방안을 연구하는 것은 매우 시급한 실정이다. 선진국에서는 해양준설토의 재활용에 대한 필요성을 절감하고 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있고, 국내에서도 연구의 필요성이 부각되고 있다. 실내모형실험을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 경우에 일반모래와 현장발생토사를 사용한 경우보다 관의 수직 수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 해석되었다. 이는 유동성 채움재(CLSM)의 특징 중 자기수평능력과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)가 굳어 강성화 되고, 이것이 P.V.C관과의 일체화를 통한, P.V.C관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 P.V.C관의 토압특성은 뒤채움재로 일반모래와 현장발생토사를 대체하여 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직 수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내 모형실험로부터 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 것이 지하 매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권11호
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• pp.5906-5914
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• 2013

최근 국내에서 철도부지 상부에 인공지반을 구축하고, 인공지반 위에 복합주거타운을 건설하는 정책이 추진되고 있다. 이에 상부 구조물 및 인공지반을 지지할 수 있는 적합한 기초형식이 요구되는데, 철로와 철로 사이의 좁은 공간에 급속 시공 가능한 기초 형식 중 가장 대표적인 방법은 마이크로파일로 알려져 있다. 그러나 주기초로 마이크로파일이 사용될 경우 기초 시공비가 크게 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 마이크로파일의 경제성 및 지지력을 향상시키면서 철도상부 인공지반에 적합한 신개념 마이크로파일을 제안하였다. 신개념 마이크로파일은 지반을 Jet Grouting 공법을 이용하여 지반의 일정 영역을 고결시킨 뒤 강봉을 시공하는 방법에 Jet Grouting 시 말뚝체를 파형(waveform)의 형상으로 시공하여 지지력을 향상시키고 기존 마이크로파일 대비 말뚝의 전체 길이를 줄여 경제성을 높이고자 한 방법이다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석을 수행하여 이러한 파형 마이크로 파일의 지지거동을 분석하였다. 해석 결과 파형 마이크로파일은 일반 마이크로파일에 비해 길이가 15% 정도 감소하였음에도 불구하고 동일한 설계하중에서 변위가 감소하여 지지력 및 경제성 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 또한, 파형 마이크로파일의 요철에 의한 주면 마찰력 증가효과는 상대적으로 연약한 토층에서 큰 것으로 나타났다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.421-437
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• 2002

절리면에서의 이방성 및 전단거동을 정량적으로 파악하기 위한 목적으로 암석 절리면에 석고 몰드를 제작한 후 시멘트 몰타르를 이용하여 복제된 절리모델에 직접전단시험을 실시하였다. 시험 전 암석 시험편의 절리면에 대하여 기계식 단면측정기를 이용하여 절리면의 거칠기를 측정하고 이에 대한 결과를 수치화하였다. 수치화를 통하여 제시된 좌표값을 통하여 거칠기의 통계적 변수와 프랙탈 차원을 구하였다. 대부분의 절리모형에서, 낮은 수직응력 수준에서 전단변위에 따른 전단응력의 값이 지속되거나 상승하였다. 이는 자연상태의 절리면에 대하여 형성된 전리모형의 경우 단일 거칠기 특성에 의존되지 않음을 나타낸다 거칠기에 대한 여러 통계적 변수에 의해 제시된 단면의 특성과 전단강도와의 관계는 일정하지 않으며, 대부분 낮은 상관관계를 가지고 있음이 확인되었다. JRC를 이용한 Barton의 경험식과 실제 실험에서 주어진 값을 비교한 결과 Barton의 경험식은 거칠기에 대한 이방성의 영향을 고려하기 어려우며, 절리면에 대한 특성을 파악함에 있어서 적절하지 않은 것으고 판단된다. 프랙탈 차원의 경우 동일한 단면에 대하여 이방성을 고려할 수 있었으며, 이를 이용한 경험식을 사용한 결과 시험결과와 유사한 이방성을 인지할 수 있었다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제44권3호
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• pp.33.1-33.12
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• 2019

Objectives: To evaluate the influence of the restorative technique on the mechanical response of endodontically-treated upper premolars with mesio-occluso-distal (MOD) cavity. Materials and Methods: Forty-eight premolars received MOD preparation (4 groups, n = 12) with different restorative techniques: glass ionomer cement + composite resin (the GIC group), a metallic post + composite resin (the MP group), a fiberglass post + composite resin (the FGP group), or no endodontic treatment + restoration with composite resin (the CR group). Cusp strain and load-bearing capacity were evaluated. One-way analysis of variance and the Tukey test were used with ${\alpha}=5%$. Finite element analysis (FEA) was used to calculate displacement and tensile stress for the teeth and restorations. Results: MP showed the highest cusp (p = 0.027) deflection ($24.28{\pm}5.09{\mu}m/{\mu}m$), followed by FGP ($20.61{\pm}5.05{\mu}m/{\mu}m$), CR ($17.62{\pm}7.00{\mu}m/{\mu}m$), and GIC ($17.62{\pm}7.00{\mu}m/{\mu}m$). For load-bearing, CR ($38.89{\pm}3.24N$) showed the highest, followed by GIC ($37.51{\pm}6.69N$), FGP ($29.80{\pm}10.03N$), and MP ($18.41{\pm}4.15N$) (p = 0.001) value. FEA showed similar behavior in the restorations in all groups, while MP showed the highest stress concentration in the tooth and post. Conclusions: There is no mechanical advantage in using intraradicular posts for endodontically-treated premolars requiring MOD restoration. Filling the pulp chamber with GIC and restoring the tooth with only CR showed the most promising results for cusp deflection, failure load, and stress distribution.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-70
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• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권3호
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• pp.171-182
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• 2004

본 연구에서는 의료 영상과 유한요소 해석을 이용하여 골절된 척추체의 치료를 위해 골 시멘트를 주입하는 추체 성형술(vertebroplasty)에 영향을 미치는 여러 인자들에 대해 생체 역학적으로 분석하여 평가하고자 하였다. 의료 영상을 통해 구현된 모델들은 분석하고자 하는 인자에 대하여 크게 단분절과 다분절 유한요소 모델의 2 가지 형태로 구분하였다. 단분절 유한요소 모델을 통해 골다공증의 정도, 주입된 골 시멘트의 양, 골 시멘트의 주입량 및 환자에게 주입된 골 시멘트 양의 적절성을 평가하였으며, 골 시멘트의 주입이 척추체의 구조적 안정성에 미치는 효과를 분석하기 위하여 척추체 상종판에 수직 압축하중을 가하여 이때의 최대 수진 변위량을 분석하였다. 또한 단분절 척추체의 강성도(stiffness) 값을 산출한 뒤, 정상 상태의 척추체의 강성도 값으로 정규화 하였다. 다분절 유한요소 모델의 경우, 압박 골절 상태를 적용하여 척추 만곡의 변화가 인체에 미치는 영향을 분석하기 위하여 골절의 정도를 3 가지로 구현하였으며, 모델의 최상부에 압축 하중을 가한 후의 척추 만곡의 변화 정도를 분석하였다. 추체 성형술에 대한 다양한 인자들에 대한 분석 결과, 추체 성형술을 통해 환자의 골밀도가 상대적으로 높은 경우(BMD 50mg/$m\ell$이상)와 환자의 척추체 망상골 부피의 약 15%에 해당하는 골 시멘트 주입 시 가장 큰 척추체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져올 것으로 예측되었다. 또한 척추 골절이 미치는 영향에 대한 분석 결과, -2.8$^{\circ}$의 정상적인 후만곡을 가지는 T12∼L2 운동 분절이 골절의 모델링 후 약 9∼17$^{\circ}$의 큰 전만곡을 가지게 되었으며 이러한 척추 만곡의 변화는 동일한 하중 하에서 급격한 척추 만곡의 변화를 야기하는 것으로 나타났다. 또한 골절의 정도가 심할수록 척추 변형은 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과들로부터, 전반적으로 추체 성형술은 골 시멘트의 주입량 또는 골밀도에 상관없이 약화된 척추체의 자체의 구조적 안정성의 증가 효과를 가져왔으며 골절로 인해 추체의 높이가 손상되었을 경우 이를 회복하는 것이 중요한 인자의 하나임을 나타내는 결과로 사료되어진다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.41-49
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• 2018

본 연구에서는 준설토 활용을 촉진하고 지반개량을 최소화 하기위한 목적으로 연약지반에서 경량기포혼합토를 토공재료로 이용하여 실규모의 도로 성토체를 제작하고 그 재료특성과 거동을 분석하였다. 현장에서 배합된 시료의 실내시험 결과 공시체의 습윤단위중량은 양생 28일까지 거의 선형적으로 감소하였고, 특히 28일 양생 후 습윤단위중량은 양생 전 슬러리 상태의 약 81%로 감소되었으므로 향후 유사한 원료토의 배합설계시 활용이 가능하다. 일축압축강도는 기존의 연구와 같이 양생 14일을 기준으로 강도증가율이 감소하기 시작하였고, 시멘트 함유량이 많아질 경우 최대 압축강도 발생 후 적은 변형률 변화에서 강도가 급격히 감소하며, 통상보다 작은 축변형률 범위에서 최대강도가 발현되는 현상이 나타났다. 경량성토로 인한 원지반 천층부에서의 침하량은 토사성토의 약 1/2.75로서 성토재료의 단위중량 비율(1/2.7)과 일치함으로써 자중의 차이로 인한 침하량의 인과관계가 잘 나타났다. 또한 원지반 하부로 내려갈수록 토사 및 경량성토 사이의 침하량 차이가 크게 나타남으로써 침하종료 심도에 차이가 명확하게 나타났다. 경량성토 구간의 지중수평변위량은 토사성토 대비 약 15~20% 정도 작게 나타났고, 그 발생심도 또한 경량성토의 경우가 4.5~5.0m 가량 얕게 나타나 경량기포혼합토가 전단변형의 영향심도를 현저히 감소시키는 효과가 있음을 확인하였다.