Lee Hui-Sung;Chen Wen Ming;Song Dong-Ryul;Kwon Soon-Young;Lee Kwon-Yong;Lee Sung-Jae
Journal of Biomedical Engineering Research
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v.27
no.5
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pp.210-217
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2006
Many types of interspinous distraction devices (IDDs) have been recently developed as an alternative surgical treatment to laminectomy and fusion with pedicle screws for the treatment of the lumbar spinal stenosis (LSS). They are intended to keep the lumbar spine in a slightly flexed posture to relieve pain caused by narrowing of the spinal canal and vertebral foramen. However, their biomechanical efficacies are not well known. In this study, we evaluated the kinematic behaviors and changes in intradiscal pressure (IDP) of the porcine lumbar spine implanted with IDD. For kinematics analysis, five porcine lumbar spines (L2-L6) were used and the IDD was inserted at L4-L5. Three markers (${\phi}{\le}0.8mm$) were attached on each vertebra to define a rigid body motion for stereophotogrammetric assessment of the spinal motion in 3-D. A moment of 7.5Nm in flexion-extension, lateral bending, and axial rotation were imparted with a compressive force of 700N. Then, IDD was implanted at L3-L4. IDPs were measured using pressure transducer under compression (700N) and additional extension moment (700N+7.5Nm). In kinematic behaviors, insertion of IDD resulted in statistically significant decrease 42.8% at the implanted level in extension. There were considerable changes in ROM at the adjacent levels, but statistically insignificant. In other motions, there were no significant changes in ROM as well regardless of levels. IDPs at the surgical level (L3-L4) under compression and extension moment decreased by 12.9% and 18.8% respectively after surgery (p<0.05). At the superiorly adjacent levels, IDPs increased by 19.4% and 12.9% under compression and extension, respectively (p<0.05). Corresponding changes at the inferiorly adjacent levels were 29.4% and 6.9%, but they were statistically insignificant (p>0.05). The magnitude of pressure changes due to IDD, both at the operated and adjacent levels, were far less than the previously reported values with conventional fusion techniques. Our experimental results demonstrated the IDDs can be very effective in limiting the extension motion that may cause narrowing of the spinal canal and vertebral foramens while maintaining kinematic behaviors and disc pressures at the adjacent levels.
Yea, Geu Guwen;Yun, Dae Hee;Yun, Do Kyun;Choi, Yongkyu
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.35
no.8
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pp.31-42
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2019
A total of 73 pile design data for prebored PHC piles was analyzed to study the current design method. Based on the design data, a ratio of skin friction to total capacity from the pile design data was about 20~53%. Such low ratio of skin friction to total capacity tends to underestimate skin friction. Considering this tendency, the current design method should be improved. Also, an average design efficiency of PHC pile capacity was 70% and an average design efficiency for bearing capacity of soil or weathered rock was 80%, which shows slightly higher value than the former. This is probably due to the fact that the allowable bearing capacity is estimated to be equal to or slightly higher than the design load. Hence, the allowable bearing capacity should be estimated to be higher than the long-term allowable compressive force of the PHC pile. In the current design method, skin friction is calculated to be about 2.2 times lower than end bearing. The current design method for prebored PHC piles applied foreign design methods without any verification of applicability to the domestic soil or rock condition. Therefore, the current design method for prebored PHC piles should be improved.
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.21
no.4
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pp.519-534
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2019
Mechanized tunneling methods, including shield TBM, have been increasingly used for tunnel construction because of their relatively low vibration and noise levels as well as low risk of rock-falling accidents. In the excavation using the shield TBM, it is important to design penetration rate appropriately. In present study, both subsurface investigation data and shield TBM excavation data, produced for and during ${\bigcirc}{\bigcirc}{\sim}{\bigcirc}{\bigcirc}$ high-speed railway construction, were analyzed and used to compare with shield TBM penetration rates calculated using existing penetrating rate prediction models proposed by several foreign researchers. The correlation between thrust force per disk cutter and uniaxial compressive strength was also examined and, based on the correlation analysis, a simple prediction model for penetration rate was derived. The prediction results using the existing prediction models showed approximately error rates of 50~500%, whereas the results from the simple model proposed from this study showed an error rate of 15% in average. It may be said, therefore, that the proposed model has higher applicability for shield TBM construction in similar ground conditions.
Purpose: A static loading test was performed to evaluate the ultimate flexural strength of a girder in which 80MPa high-strength concrete was synthesized on the compressive flange of the I-shape steel girder. Method: This test is designed and fabricated two types of specimens with different shear-connection specifications, and evaluated their ultimate flexural behavior until reaching the extreme event limit states. In addition, the ultimate strength was evaluated by comparing the test results and the results of the strain compatibility method. Result: By confirming the displacement within 0.02mm as a result of the relative slip measurement, it was verified that the two specimens secured perfect bonding. Therefore, the difference in the shear specification does not have a great effect on the stiffness, and if the specimens are completely synthesized, there is no difference in the behavior until it reaches the extreme-event limit states. Conclusion: The girder to be tested has a working load within the elastic range and meets the usability requirements for allowable deflection. Therefore, even if a part of the casing is subjected to the tensile force at the level of cracking, the deck will first reach the compression failure due to the role of the reinforcing bar.
Micropiles are cast-in-place piles with small diameters. The advantage of micropile is low construction expense and simple procedures, so it is widely applied to existing buildings and structures for the reinforcement of foundation and seismic performances. The base expansion structure has been developed following the original mechanism of horizontal expansion steps under compressive loading. This kind of structure can be installed at the pile end to improve the bearing capacity by tip area enlargement and horizontal force increment to the pile surface area. However, 'Micropile with base expansion structure' cannot be put into practical use, because detailed verification for the developed technique has not been conducted so far. In this research, 3-D numerical analysis was conducted to figure out the bearing mechanism of base expansion micropile and to verify the bearing capacity improvement compared to the general micropiles. 3-D modelling of micropile with base expansion structure was carried out and input parameter was determined. Bearing mechanism induced by base expansion structure was analyzed by lab-scale modelling, and bearing capacity improvement was verified by field-scale analysis.
Kim, Heesu;Oh, Im Kyung;Yang, Seonkyeong;Lee, Suyong
Food Engineering Progress
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v.22
no.4
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pp.381-385
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2018
Various rheological methods to measure the hardness of instant cooked rice by a texture analyzer were investigated and compared. Specifically, instant white rice samples with a wide range of hardness were subjected to four different rheological tests with disk, cylinder, rod, and cone probe whose results were inter-correlated. All the measurements demonstrated that the hardness of instant rice was reduced with increasing moisture content and showed negatively linear relationships. Out of the four tests applied in this study, the highest coefficient of correlation ($R^2=0.9268$) was observed distinctly in the cone probe test, where both compressive and shear forces can be applied to deform individual rice grains. However, the cylinder probe test had the lowest coefficient of correlation ($R^2=0.7247$) because it may be ineffective in causing direct deformation of individual rice grains. Furthermore, when the hardness values (N) were converted to stress (Pa), highly linear correlations ($R^2{\approx}0.99$) were observed between the tests with similar probe geometry and force application.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.28
no.2
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pp.414-421
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2022
Subsea oil and gas exploration is increasingly moving into deeper water depths, and typically, subsea pipelines operate under high pressure and temperature conditions. Owing to the difference in these components, the axial force in the pipe is accumulated. When a pipeline is operated at a high internal pressure and temperature, it will attempt to expand and contract for differential temperature changes. Typically, the line is not free to move because of the plane strain constraints in the longitudinal direction and soil friction effects. For a positive differential temperature, it will be subjected to an axial compressive load, and when this load reaches a certain critical value, the pipe may experience vertical (upheaval buckling) or lateral (snaking buckling) movements that can jeopardize the structural integrity of the pipeline. In these circumstances, the pipeline behavior should be evaluated to ensure the pipeline structural integrity during operation in those demanding loading conditions. Performing this analysis, the correct mitigation measures for thermal buckling can be considered either by accepting bar buckling but preventing the development of excessive bending moment or by preventing any occurrence of bending.
Geotextile tubes are widely used to prevent erosion in coastal areas and to replace the backfill for shore slopes in the reclamation of land using dredged soil. In this study, The triaxial confining pressures were chosen as 10kPa, 50kPa, or 100kPa for the specimens reinforced with geotextile considering the condition in the site. The strain behavior under various compressive stresses was then identified. At strains 0% to 7%, the stress-strain behavior was the same due to the effect of initial strain hardening, in which the force was exerted according to the relaxation of the geotextile regardless of the confining pressure (≤100kPa). At strains of 7% or more, the specimen with the small confining pressure had smaller deformation under load, which increases the tensile resistance provided by the reinforcing geotextile. Brittle fracture was then observed due to strain softening and the deviator stress abruptly decreased. This is different from the phenomenon in which the shear strength increases as the confining pressure increases in general triaxial compression tests. In the geoxtile-confined tests, geotextiles are primarily subjected to tensile displacement. Thereafter, the modulus of elasticity increases rapidly, which exhibits the elastic behavior of the geotextile.
Asia-pacific Journal of Multimedia Services Convergent with Art, Humanities, and Sociology
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v.7
no.6
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pp.681-692
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2017
In recent years, large-scale construction projects such as road pavement construction and new city construction have been carried out nationwide with by the expansion of social overhead facilities and base on the economic development planning, resulting in a rapid increase in artificial slope damage. The existing vegetation-based re-installation method of the slope surface greening method reveals various problems such as lack of bonding force, drying, and lack of organic matter. In this study, research was carried out using vegetation-based material and environmentally friendly soil additives, were are used in combination with natural humus, Bark compost, coco peat, and vermiculite. Uniaxial compressive strength was measured according to the mixing ratio of soil additives and the strength was analyzed. Experiments were carried out on the characteristics of the soil material to gauge the slope protection properties by using the soil compaction test method wherein the soil and the soil additive materials are mixed in relation to the soil height, the number of compaction, the compaction method (layer) and the curing condition. As a result of the experiment, excellent strength performance was demonstrated in soil additives using gypsum cement, and it satisfied vegetation growth standards by using performance enhancer and pH regulator. It was confirmed that the strength increases with the mixing of soil and soil additive, and the stability of slope protection can be improved.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.29
no.6A
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pp.625-639
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2009
Experimental and analytical studies are performed on the mechanical behavior of concrete-filled tubular(CFT) truss girders for different f/L ratios. Bending tests are conducted on two CFT truss girder specimens to determine fundamental structural characteristics such as the strength and deformation properties. Nonlinear material models for CFT members subjected to an axial compressive force are compared in this paper by using the nonlinear finite element program, ABAQUS. Previous researchers have proposed several nonlinear stress-strain models of confined concrete. In this study, the nonlinear analyses are performed applying several stress-strain models for confined concrete proposed by Mander, Sakino, Han, Susantha and Ellobody, and the results are compared with the experimental results in terms of load-deflection and load-strain relationships. Based on the comparisons of the load-deflection relationships, the models proposed by Mander and Susantha provide a maximum load about 12.0~13.8% higher and that by Sakino gives a maximum load about 7.6% higher than the experimental results. The models proposed by Han and Ellobody give a maximum load only about 0.2~1.2% higher than the test results, showing the best agreement among the proposed stress-strain models. However, the load-strain relations predicted by the existing models generally provide conservative results exhibiting larger strains than the experimental data.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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