• 제목/요약/키워드: cyclic shear

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1g 진동대 실험을 이용한 지반-스톤칼럼의 상호작용 거동에 관한 연구 (1g Shaking Table Test on Soil and Stone-column Interaction Behavior under Seismic Loading)

  • 김진만;류정호;김미나;손수원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.115-124
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    • 2012
  • 스톤칼럼으로 개량된 연약점토지반의 내진성능을 평가하기 위해 1g 진동대 실험을 수행하였다. 실험결과 스톤칼럼으로 보강된 모형지반의 거동은 지반과 스톤칼럼의 상호작용에 관한 Baez의 가정을 기초로 구성된 1차원 수치모델과 유사한 결과를 보였다. 실험결과와 수치해석 결과에 따르면 스톤칼럼으로 보강된 연약점토지반은 반복 연화현상(Cyclic softening)등으로 발생하는 과다한 전단변형이 감소하는 경향을 보이지만 단주기 특성을 가지는 지진파가 스톤칼럼으로 개량된 지반에 가해지는 경우에는 개량지반의 증가된 강성으로 인해 개량되지 않은 지반에 비해 가속도가 크게 증가하는 현상이 발생할 수도 있는 것으로 나타났다.

기존 비보강 조적조 건축물의 내진 및 에너지 동시보강패널 정적반복가력실험 (Static Cyclic Loading Test of the Seismic and Energy Simultaneous Retrofit Panel for Existing Unreinforced Masonry Buildings)

  • 최형욱;이상호;최형석;김태형;백은림
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.81-90
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    • 2020
  • 기존 비보강 조적벽체의 내진 성능과 에너지 효율을 동시에 보강하기 위한 TCP 보강 공법을 개발하였다. TCP는 경량 모르타르 내 격자형 탄소섬유 시트와 모세관 튜브를 매립하여 일체로 타설한 패널로 조적벽체에 부착하여 탄소섬유 시트에 의한 내진보강과 모세관 튜브에 온수를 공급함으로써난방 또는 단열 등의 에너지 보강을 동시에 달성할수 있는 보강 공법이다. 본 연구에서는 TCP의 내진 보강 효과를 파악하기 위하여 TCP 보강 유무에 따른 조적 벽체를 대상으로 정적가력실험을 실시하였다. 실험 결과, TCP 보강에 의해 최대 강도 및 변위가 약 1.4배증가하였으며, 초기 강성과 에너지 흡수능력에 효과가 있음을 보였다. 또한, 손상에 따른 조적 벽체의 변형이 제어됨에 따라 취성 파괴를 예방할수 있을 것으로 판단된다.

Seismic behavior of steel reinforced concrete (SRC) T-shaped column-beam planar and 3D hybrid joints under cyclic loads

  • Chen, Zongping;Xu, Jinjun;Chen, Yuliang;Xue, Jianyang
    • Earthquakes and Structures
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    • 제8권3호
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    • pp.555-572
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    • 2015
  • This paper presents an experimental study of three two-dimensional (2D/planar) steel reinforced concrete (SRC) T-shaped column-RC beam hybrid joints and six 3D SRC T-shaped column-steel beam hybrid joints under low cyclic reversed loads. Considering different categories of steel configuration types in column cross section and horizontal loading angles for the specimens were selected, and a reliable structural testing system for the spatial loading was employed in the tests. The load-displacement curves, carrying capacity, energy dissipation capacity, ductility and deformation characteristics of the test subassemblies were analyzed. Especially, the seismic performance discrepancies between planar hybrid joints and 3D hybrid joints were intensively compared. The failure modes for planar loading and spatial loading observed in the tests showed that the shear-diagonal compressive failure was the dominating failure mode for all the specimens. In addition, the 3D hybrid joints illustrated plumper hysteretic loops for the columns configured with solid-web steel, but a little more pinched hysteretic loops for the columns configured with T-shaped steel or channel-shaped steel, better energy dissipation capacity & ductility, and larger interlayer deformation capacity than those of the planar hybrid joints. Furthermore, it was revealed that the hysteretic loops for the specimens under $45^{\circ}$ loading angle are generally plumper than those for the specimens under $30^{\circ}$ loading angle. Finally, the effects of steel configuration type and loading angle on the seismic damage for the specimens were analyzed by means of the Park-Ang model.

흙노반재료의 회복탄성계수(MR) 결정을 위한 반복삼축압축시험법 제시 및 변형계수 상관성 분석 (A Possible Test Method Proposed for Resilient Modulus (MR) and Analysis of Correlation between Resilient Modulus and Shear Modulus of Track Subgrade Soil)

  • 박재범;최찬용;임상진;임유진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.85-98
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    • 2017
  • 일반적으로 철도궤도 상부노반 흙재료는 연속적인 열차의 동적하중을 받게 되어 증가-감소 단계의 응력을 경험하게 된다. 이와 같이 일정한 주기에 따라 반복적으로 재하되는 축차응력(${\sigma}_d$)과 반복재하회수가 증가하게 되어 발생하는 회복변형률(${\varepsilon}_r$)의 비를 이용, 회복탄성계수($M_R$)을 산정할 수 있다. 현재까지 철도궤도하부구조에 적용할 수 있는 통일된 회복탄성계수 측정 시험법이 제시된 바 없어, 본 연구에서는 철도궤도 하부구조에 적용 가능하며, 구속압, 응력조건 및 반복재하회수 등을 종합적으로 고려할 수 있는 반복삼축압축시험에 의한 잠정 회복탄성계수 측정시험법을 제시하였다. 또한 반복삼축압축시험에 의한 잠정 시험법을 통해 산정된 회복탄성계수($M_R$)와 중형공진주시험을 통해 측정한 전단탄성계수(G)와의 상관성분석을 실시하였다.

비배수 조건에서 반복하중을 받는 사질토의 B값(간극수압계수)에 따른 P파, S파 속도 및 간극수압 측정 (Determinations of P, S-Wave Velocities and Pore Water Pressure Buildup with B-value for Nearly Saturated Sands)

  • 이세현;추연욱;윤준웅;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.71-83
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    • 2007
  • 사질토의 액상화에 대한 저항강도는 포화도를 나타내는 B값(간극수압계수)에 크게 의존한다. P파 속도($V_p$)는 현장에서 비교적 쉽게 측정이 이루어지고 B값에 따라 값이 크게 변하기 때문에 지하수위 아래에 위치한 지반의 포화도를 예측하고자 할 때 효율적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 포화가 가능하도록 개선된 Stokoe식 비틂전단(Torsional Shear, TS) 시험 시스템에 벤더엘리먼트(BE)와 가속도계를 부착하여 동일한 시험시편에 대하여 S파와 P파 속도를 측정할 수 있도록 하였고, 또한 비배수 비틂전단 시험에서 유발되는 과잉간극수압을 동시에 측정할 수 있도록 하였다. 일본의 토요라 모래를 사용하였고, 3가지 상대밀도(40%, 50%, 75%)에서 B값을 달리하여 비틂전단 시험을 수행하였다. 시험결과를 바탕으로 B값에 따른 S파 속도와 P파 속도를 기존의 이론식과 비교 분석하였고, 반복하중에 의한 과잉간극수압의 증가 및 이를 이용하여 획득한 반복한계 전단변형률의 B값에 대한 영향을 평가하였다. 또한 추후 현장에서 B값이 고려된 간극수압 및 반복한계 전단변형률의 직접적인 예측을 위해, 시험이 수행된 각 B값을 대응하는 P파 속도로 변환하여 분석하였다.

단층슬립의 기하분석에 의한 양산단층의 거동 특성 (Behavioral Characteristics of the Yangsan Fault based on Geometric Analysis of Fault Slip)

  • 장천중;장태우
    • 지질공학
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    • 제19권3호
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    • pp.277-285
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    • 2009
  • 단층슬립의 기하분석에 의한 단층의 거동특성을 평가하고자 주단층의 주향변화, 단층 선단부의 발달 상태, 단층대의 폭의 주기적 변화, 단층암의 변형양상, 2차 소단층의 각관계를 근거로 양산단층의 주향을 따라 남쪽 양산에서 북쪽으로 포항시 신광면에 이르는 구간을 5개의 구역($A{\sim}E$)으로 구분하였다. 또한 가상의 단층비지를 대상으로 시행한 이전 여러 실험연구 결과들로부터 얻어진 단층작용의 운동 양상과 변형 조직과의 관계를 양산단층에 적용하고자 하였다. 단층의 미끄럼 거동을 이해하기 위하여 양산단층을 따라 단층의 자세와 단층슬립을 측정하였고, 주단층과 2차 소단층의 Riedel shear 각 관계를 분석하였다. 양산단층 각 구역에서 주단층과 2차 단열의 방향성 및 단층슬립을 이용하여 각 구역별 단층의 거동특성을 해석한 결과 A, D 및 E와 같은 직선구역들은 안정된 전단운동을 한 creeping 운동의 구역으로 평가되었고, 반대로 B와 같은 곡선구역은 stick-slip 운동을 한 locked 구역으로 평가되었다.

배수조건에 따른 액상화 수치모델의 거동평가 (Evaluation of the Numerical Liquefaction Model Behavior with Drainage Condition)

  • 이진선;김성남;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권11호
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    • pp.63-74
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    • 2019
  • 동적원심모형 시험 결과를 기준으로 액상화모델과 응답이력해석 절차에 대한 검증을 시행하였다. 사용된 동적원심모형시험 결과는 LEAP-2017(Liquefaction Experiments Analysis Project)의 일환으로 시행된 결과이다. 시험을 위한 모형지반은 오타와 F-65모래를 이용하여 강성토조 내부 수면아래 상대밀도 55%, 표면경사 5°로 조성되었다. 진폭이 변화하는 주파수 1Hz 사인파형 입력운동을 강성토조 하단에 가진하였다. 수치해석은 원심모형시험의 원형스케일에 대해서 2차원 유한차분 해석기법을 이용하여 수행되었다. 지반은 전단파괴 이전 이력감쇠를 나타내며 전단 파괴기준은 Mohr-Coulomb 모델을 따르도록 모델링 되었다. 정적평형 후 반복하중으로 인한 간극수압의 변화를 묘사하기 위하여 Byrne의 액상화 모델을 적용하였다. 액상화 해석에 적합한 흐름조건을 확인을 위하여 수치해석은 배수 및 비배수 조건으로 시행하였으며, 비배수 해석조건에서 시행된 수치해석결과가 원심모형시험과 유사한 결과를 제시함을 알 수 있었다.

고강도 폴리머 모르타르 및 탄소섬유 봉(Rod)으로 보강된 교량 바닥판의 보강성능 (Strengthening Capacity of Bridge Deck Strengthened with Carbon Fiber Rod and Polymer Mortar)

  • 심종성;문도영;주민관
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.213-220
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    • 2004
  • 본 논문은 신공법인 carbon fiber rod로 보강된 교량 바닥판의 정적 및 피로성능개선 효과에 대한 것이다. 이 연구의 실험에서 적용된 보강변수는 등방성 및 이방성 보강이며, 보강성능을 평가하기 위하여 보강된 바닥판 시험체에 대해 정적 및 피로실험을 실시하여 그에 따른 내하성능, 균열 및 파괴양상 등을 분석하였다. 실험결과, 보강된 모든 시험체가 증설된 모르타르와 콘크리트와의 계면이 조기에 탈락하여 펀칭전단 파괴되는 양상을 보였다. 보강성능을 살펴보면, CFR로 보강된 바닥판은 무보강 시험체에 비해 극한강도, 강성, 피로수명 등에서 우수한 것으로 나타났다 또한 보강형식 측면에서는, 이방성 보강(CR-UE)이 등방성 보강(CR-E)보다 우수한 것으로 나타났다.

Micromechanical 시험법과 전기저항 측정을 이용한 탄소섬유 강화 Epoxy-AT-PEI복합재료의 비파괴적 손상 감지능 및 계면물성 평가 (Interfacial Evaluation and Nondestructive Damage Sensing of Carbon Fiber Reinforced Epoxy-AT-PEI Composites using Micromechanical Test and Electrical Resistance Measurement)

  • Joung-Man Park;Dae-Sik Kim;Jin-Woo Kong;Minyoung Kim;Wonho Kim
    • Composites Research
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    • 제16권2호
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    • pp.62-67
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    • 2003
  • Microdroplet 시험법과 전기저항 측정을 이용하여 탄소섬유강화 epoxy-AT-PEI 복합재료의 손상 감지능 및 계면물성평가에 대한 연구를 수행하였다. AT-PEI 함량이 증가함에 따라 기지재료의 파괴인성은 증가하였으며, 이로 인한 에너지흡수 메커니즘에 의해서 계면전단강도 역시 증가하였다. Microdroulet 시험에서 순수 에폭시는 취성파괴 현상을 그리고 15 phr AT-PEI의 경우에는 파괴인성의 증가로 인해 연성 파단 현상을 관찰할 수 있었다. 경화 후에 열 수축에 의한 전기저항 변화는 AT-PEI 함량 증가에 따라 증가하였으며. 가변하중 하에서 순수 에폭시에 함침된 탄소섬유의 같은 응력까지의 도달시간과 기울기는 15 phr AT-PEI의 경우보다 더 빠르고 높았다. 경화과정과 가역적인 하중 하에서의 전기저항 측정으로부터 얻은 결과는 기지재료의 파괴인성과 잘 일치하였다.

사면에서 발생하는 액상화 수치해석 (Numerical Modeling of Soil Liquefaction at Slope Site)

  • 박성식
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.133-143
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    • 2006
  • 본 논문에서는 저자가 제안한 유효응력모델을 이용하여 지진시 사면의 동적거동에 관한 수치해석을 수행하였다. 항복함수는 동일한 응력비를 가진 무한개의 방사선을 의미하며, 비관련 유동규칙을 가진 탄소성모델인 UBCSAND를 이용하였다. 이 모델은 FLAC내에 내장된 Mohr-Coulomb모델을 변형한 형태이다. UBCSAND모델을 이용하여 RPI에서 수행한 원심모형실험결과를 예측하였다. 먼저, UBCSAND모델을 Nevada모래를 사용한 반복 직접단순전단시험결과를 이용하여 검증하였으며, 액상화전후의 거동을 예측하였다. 이와 같이 검증된 모델을 원심모형실험에서 계측된 가속도, 과잉간극 수압, 변위와 서로 비교하였다. 일반적으로 계측치와 예측치가 일치하였다. 유효응력모델을 이용한 동적 수치해석기법은 서부 캐나다에서 댐, 교량, 터널, 파이프라인과 관련된 액상화 프로젝트에 실제 사용되고 있다.

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