• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권6호
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• pp.1075-1095
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• 2015

The use of acoustic emission (AE) technique for detecting and monitoring damages and the progress on damages in different structures is widely used and has earned a reputation as one of the most reliable and well-established technique in non-destructive testing (NDT). Acoustic Emission is a very efficient and effective technology used for fracture behavior and fatigue detection in metals, fiberglass, wood, composites, ceramics, concrete and plastics. It can also be used for detecting faults and pressure leaks in vessels, tanks, pipes, as well as for monitoring the progression of corrosion in welding. This paper reviews major research developments over the past few years in application of acoustic emission in numerous engineering fields, including manufacturing, civil, aerospace and material engineering.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제32권4호
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• pp.299-308
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• 2000

A safety assessment of reactor vessel lower head integrity under in-vessel vapor explosion loads has been performed. The core melt relocation parameters were chosen within the ranges of physically realizable bounds. The premixing and explosion calculations were performed using TRACER-II code. Using the calculated explosion pressures imposed on the lower head inner wall, strain calculations were peformed using ANSYS code. Then, the calculated strain results and the established failure criteria were used in determining the failure probability of the lower head, In the explosion analyses, it is shown that the explosion impulses are not altered significantly by the uncertain parameters of triggering location and time, fuel and vapor volume fractions in uniform premixture bounding calculations. Strain analyses show that the vapor explosion-induced lower head failure is not possible under the present framework of assessment. The result of static analysis using the conservative explosion-end pressure of 50 MPa also supports the conclusion. It is recommended, however, that an assessment of fracture mechanics for preexisting cracks be also considered to obtain a more concrete conclusion.

• Computers and Concrete
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• 제5권2호
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• pp.117-134
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• 2008

An experimental and numerical research was conducted to gain a deeper insight on the structural behaviour of deep-beams with indirect supports and to assess the size effects in the ultimate state behaviour. The experimental campaign focused on the influence of the reinforcement tie distribution height on the compression check of the support region and on the benefits of using unbonded prestressing steel. Three reduced scale specimens were tested and used to validate the results obtained with a nonlinear finite element model. As a good agreement could be found between the numerical and the experimental results, the numerical model was then further used to perform simulations in large scale deep-beams, with dimensions similar to the ones to be adopted in a practical case. Two sources of size effects were identified from the simulation results. Both sources are related to the concrete quasi-brittle behaviour and are responsible for increasing failure brittleness with increasing structural size. While in the laboratory models failure occurred both in the experimental tests as well as in the numerical simulations after reinforcement yielding, the numerically analysed large scale models exhibited shear failures with reinforcement still operating in the elastic range.

• 콘크리트학회지
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• 제9권1호
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• pp.105-113
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• 1997

콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 감소현상은 많은 관심을 받아 왔으나, 지금까지도 이에 대해 제시된 모델식이 없는 실정이다. 기존의 연구결과에 의하면 콘크리트의 강도는 부재의 크기가 증가할수록 감소하며 그 파괴거동을 규명하기 위해서는 비선형 파기역학 이론을 적용해야 함을 알 수 있다. 이전의 연구에서 표준형 콘크리트 실린더 공시체의 크기에 따른 압축강도의 변화를 파괴역학 이론에 따라 연구하고 실용적인 예측 모델식을 제시한 바 있다. 이 논문에서는 높이/직경의 비가 2/1이 아닌 비표준형 실린더 공시체를 고려하여 보다 일반적인 실린더 압축강도 에측 모델식을 제시하고자 한다. 이를 위하여 최대골재크기가 미소균열영역에 미치는 영향을 이론적으로 고찰하였으며, 특성길이의 개념을 새로이 도입하여 일반화된 크기효과에 대한 모델식을 제시하였다. 이 연구의 결과는 기존 구조물에서 채취한 다양한 크기의 콘크리트 코아 강도 등을 예측하는데도 매우 실용적으로 사용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.309-316
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• 2010

이 논문에서는 인장과 압축하중에 놓은 무근 콘크리트와 철근콘크리트 구조물의 거동을 모사하기 위해 비국소화 이방성 손상모델을 제안하였다. 손상변수로써 대칭형의 이차 텐서을 사용한 연속체 손상모델에 기초한다. 콘크리트와 같은 준-취성재료에 있어 손상양상은 인장부와 압축부에서 다른 양상을 나타낸다. 이러한 두 개의 손상영역은 전체 변형률 텐서의 주변형률 성분을 손상텐서 속도에 비례하는 손상진전 법칙을 이용하여 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성을 검토하기 위해 nooru-mohamed에 의해 실시된 이중 노치가 있는 시험체와 철근콘크리트 휨 시험체를 대상으로 해석을 수행하였다. 해석결과, 비국소화 이방성 모델은 혼합모드 파괴에 대한 균열진전을 적절히 모사할 수 있었으며 철근콘크리트 휨 시험체의 구조적 파괴에 있어서도 높은 수준의 콘크리트 손상 및 철근의 항복까지를 해석할 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.173-181
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• 1999

전단보강근이 없는 보의 거동을 이해하기 위하여 서로 다른 트러스 개념으로부터 출발한 두 종류의 해석방법 및 배경이론[압축응력장(MCFT) 및 균열마찰 (CFTM)이론]을 수단으로 콘크리트 기여강도($V_c$)를 구성하는 i)압축지역의 전단응력, ii)균열면의 마찰작용, iii)주근의 장부작용, iv)아치작용 및 최근에 추가된 v)비균열 부위 잔류 인장강도의 상대적인 중요도를 물리적으로 설명하였다. 또한, 두 해석모델의 평가를 위하여, 최근 국내에서 파괴역학 개념의 크기 효과식 개발에 보다 초점을 맞추어 수행된 일련의 고강도 콘크리트보의 실험결과(20개, $f'_c$=53.7Mpa)를 예측하였다. 예측결과에 의하면, 두 해석모델은 a/d비, 주근량 및 보의 춤이 변화함에 따라 관측된 물리적 현상을 정확하게 포착하고 있었으며, 특히 MCFT로부터 얻어낸 보다 자세한 응력 및 변형도 분포 등에 관한 정보는 일련의 추가적인 설명을 가능하게 하였다. 하지만, 보다 완전한 이론적 배경을 지니고 있는 MCFT는 P4.6 및 D915의 파괴하중을 각각 다소 과소 및 과대 평가하는 경향을 나타내고 있어, 주근량 및 크기효과에 대한 보다 완전한 결론을 유도하기 위해서는 추가적인 실험적 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권2호
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• pp.179-196
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• 2021

Experimental investigations on the seismic behaviors of the PVC-FRP Confined Reinforced Concrete (PFCRC) columns under low cyclic loading are carried out and two variable parameters including CFRP strips spacing and axial compression ratio are considered. The PFCRC column finally fails by bending and is characterized by the crushing of concrete and yielding of the longitudinal reinforcement, and the column with a high axial compression ratio is also accompanied by the cracking of the PVC tube and the fracture of CFRP strips. The hysteretic curves and skeleton curves of the columns are obtained from the experimental data. With the increase of axial compression ratio, the stiffness degradation rate accelerates and the ductility decreases. With the decrease of CFRP strips spacing, the unloading sections of the skeleton curves become steep and the ductility reduces significantly. On the basis of fiber model method, a numerical analysis approach for predicting the skeleton curves of the PFCRC columns is developed. Additionally, a simplified skeleton curve including the elastic stage, strengthening stage and unloading stage is suggested depending on the geometric drawing method. Moreover, the loading and unloading rules of the PFCRC columns are revealed by analyzing the features of the skeleton curves. The quantitative expressions that are used to predict the unloading stiffness of the specimens in each stage are proposed. Eventually, an analytical model for the PFCRC columns under low cyclic loading is established and it agrees well with test data.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권3호
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• pp.337-351
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• 2023

In this paper, the shear behavior of soft filling in rectangular-hollow concrete specimens was simulated using the 2D particle flow code (PFC2D). The laboratory-measured properties were used to calibrate some PFC2D micro-properties for modeling the behavior of geo-materials. The dimensions of prepared and modeled samples were 100 mm×100 mm. Some disc type narrow bands were removed from the central part of the model and different lengths of bridge areas (i.e., the distance between internal tips of two joints) with lengths of 30 mm, 50 mm, and 70 mm were produced. Then, the middle of the rectangular hollow was filled with cement material. Three filling sizes with dimensions of 5 mm×5 mm, 10 mm×5 mm, and 15 mm×5 mm were provided for different modeled samples. The parallel bond model was used to calibrate and re-produce these modeled specimens. Therefore, totally, 9 different types of samples were designed for the shear tests in PFC2D. The shear load was gradually applied to the model under a constant loading condition of 3 MPa (σc/3). The loading was continued till shear failure occur in the modeled concrete specimens. It has been shown that both tensile and shear cracks may occur in the fillings. The shear cracks mainly initiated from the crack (joint) tips and coalesced with another one. The shear displacements and shear strengths were both increased as the filling dimensions increased (for the case of a bridge area with a particular fixed length).

• 터널과지하공간
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• 제13권4호
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• pp.304-315
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• 2003

본 논문에서는 수리역학적 알고리즘을 활용한 DDA법을 이용하여 콘크리트 중력댐 기초에서 부양력과 침투에 의한 암반 불연속면의 영향에 대해 연구하였다. 본 논문은 콘크리트 중력댐의 기초에서 부양력과 침투를 예측하는 방법을 보여준다. 댐의 안정성에 미치는 불연속면의 방향, 간격, 위치 등에 대한 변수의 중요성을 연구하기 위하여 민감도 분석이 수행되었다. 본 연구결과 절리를 통한 지하수의 흐름과 좋지 않은 지질학적 조건은 콘크리트 중력댐의 기초에서 전형적인 선형 또는 이중선형 압력 분포의 가정에서 예측한 값을 넘어서는 특별한 부양력의 결과를 나타낸다. 일반적으로, 수리역학적 알고리즘을 활용하는 DDA 프로그램은 균열 암반에 건설되는 중력댐의 설계에 훌륭한 방법으로 이용될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.253-262
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• 2017

본 연구는 암석 및 콘크리트 시편의 압축실험을 통해 균열 특성을 분석하고자 한다. 길이의 변화를 측정하는 변형률센서와 균열에 의해 발생한 탄성파를 측정하는 AE 센서를 시편에 부착하여 동시 측정함으로써 실험을 수행하였다. 측정된 시편의 변형률로부터 계산된 균열체적변형률은 암석과 콘크리트 시편에서 다른 형상을 보여주고 있다. 이것은 재료의 취성정도에 따른 것으로 추측된다. 하지만, 파괴 및 손상도와 관계되어 있는 균열체적변형률은 두 개의 시편결과가 유사함을 관찰 할 수 있었다. 또한 AE 센서를 통해 측정한 시편의 누적 균열 신호에너지가 변형률센서로 예측한 균열체적변형률과 매우 유사한 것을 관찰할 수 있었다. 이것은 AE 센서로도 구조물의 손상없이 실시간으로 손상도를 예측할 수 있음을 의미한다.