• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1440-1463
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• 2018

The Wagner coefficient is a key parameter used to describe the inelastic lateral-torsional buckling (LTB) behaviour of the I-beam, since even for a doubly-symmetric I-section with residual stress, it becomes a monosymmetric I-section due to the characteristics of the non-symmetrical distribution of plastic regions. However, so far no theoretical derivation on the energy equation and Wagner's coefficient have been presented due to the limitation of Vlasov's buckling theory. In order to simplify the nonlinear analysis and calculation, this paper presents a simplified mechanical model and an analytical solution for doubly-symmetric I-beams under pure bending, in which residual stresses and yielding are taken into account. According to the plate-beam theory proposed by the lead author, the energy equation for the inelastic LTB of an I-beam is derived in detail, using only the Euler-Bernoulli beam model and the Kirchhoff-plate model. In this derivation, the concept of the instantaneous shear centre is used and its position can be determined naturally by the condition that the coefficient of the cross-term in the strain energy should be zero; formulae for both the critical moment and the corresponding critical beam length are proposed based upon the analytical buckling equation. An analytical formula of the Wagner coefficient is obtained and the validity of Wagner hypothesis is reconfirmed. Finally, the accuracy of the analytical solution is verified by a FEM solution based upon a bi-modulus model of I-beams. It is found that the critical moments given by the analytical solution almost is identical to those given by Trahair's formulae, and hence the analytical solution can be used as a benchmark to verify the results obtained by other numerical algorithms for inelastic LTB behaviour.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.5-10
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• 2004

일반적으로 일차원 압밀상태에 있는 정지토압계수 $K_0$값은 삼축시험에서 구해지지만, 압밀중의 간극수의 흐름이 방사류이고, 공시체의 변형이 3차원적이므로, 얻어진 값의 신뢰성에는 의문이 있다. 여기서는, 일차원 압밀시험기를 개량하여, 압밀링 중앙높이에 배치한 압밀링 요소를 토압감지부로 하며, 감지부 중앙에서는 간극수압을 측정하였다. 내경 6cm의 압밀링은 부동(浮動)링 형식으로 높이 4cm의 공시체 중앙높이가 항상 같은 위치를 유지하는 구조이다. 직경 6cm의 공시체와 샘플링후 시료변형을 고려한 압밀링 내경보다 직경이 약간 작은 공시체에서 얻은 압밀종료시의 $K_0$값은 공시체직경과 압밀압력에 상관없이 거의 0.5를 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.23-35
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• 2009

본 연구는 터널의 주 지보재인 숏리트의 휨응력을 측압계수 변화에 따라 파악하기 위해 수행되었다. 이를 위해 1차로 마제형인 도로터널과 유사한 크기의 터널모형을 제작하여 수행하였으며 실험 결과를 3차원 수치해석으로 검증하였다. 실험의 하중재하를 위해 다양한 하중조건의 모사가 가능하도록 개별조절이 가능한 가압실린더 11개를 사용하였다. 측압계수를 0.5, 1.0 및 2.0으로 하여 3번의 실험을 수행하였으며 각 실험에서 측정된 숏크리트 휨응력이 수치해석에서 계산된 휨응력과 비교 분석되었다. 결과 수치해석에서 얻은 휨압축응력은 실험과 유사한 길과를 보였지만, 휨인장응력은 수치해석시 약간 과대평가 되는 것을 알 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.351-354
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• 2003

Triaxial behavior of concrete cylinders wrapped with FRP material has been investigated for the increase of concrete strength by lateral confinement. Using the model by Richart et al., a modified empirical equation was proposed to estimate the strength of concrete cylinders with FRP confinement based on the linear relationship between the concrete strength and lateral confining pressure. From the experimental stress-strain result of the cylinder specimens having similar confining pressure, less ductility was observed for higher strength concrete. But the compressive strength of the specimen was linearly increased by lateral confinement. The confinement effectiveness coefficient for the strength enhancement of the cylinders by FRP wrap was obtained as 2.27 from the regression analysis.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.1396-1404
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• 2012

복합말뚝은 서로 다른 재질을 사용하여 말뚝을 구성하는 말뚝으로 상부는 강관말뚝 하부는 콘크리트 말뚝으로 구성된 말뚝을 선 굴착 공법으로 시공하였다. 말뚝에는 7쌍의 변형률계와 경사계를 설치하여 말뚝의 수평재하시험 중 말뚝에 작용하는 응력과 변위를 측정하였다. 측정된 계측치는 여러 가지 이론적 공식을 이용하여 분석 비교하는 역 해석을 수행하였다. 분석결과 공식들로부터 예측한 말뚝에 작용하는 응력은 실제 측정된 값보다 크게 평가 되었으며, 말뚝상부에 응력이 크게 측정되다가 말뚝깊이에 따라 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 측정된 응력은 모두 말뚝재질의 응력을 초과 하지 않아 복합말뚝의 설계개념을 검증할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제38권3호
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• pp.285-305
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• 2024

This study investigates the behaviour of hunchback retaining walls supporting unsaturated sandy backfill under active earth pressure conditions. Utilizing a horizontal slice method and a unified effective stress methodology, the influence of various factors on lateral earth pressure, including the position of the hunch along the wall, friction angles, and wall heights, is explored. The results suggest that relocating the hunch position from close to the wall's top to near its base leads to a significant decrease (ranging from 54% to 81%) in lateral earth pressure. However, as the hunch position transitions from near the top to mid-height, the point of application of active thrust shifts upward initially, then slightly downward as the hunch position approaches the toe. Notably, the reduction in lateral earth pressure is more pronounced for shorter wall heights and higher friction angles. Building upon these findings, an Artificial Neural Network (ANN)-based model is developed to accurately predict the lateral earth pressure coefficient and point of application, achieving R² values of 0.94 and 0.93, respectively. In addition, an analytical model based on Coulomb's earth pressure theory is presented and compared with ANN models. These models are anticipated to assist designers and practitioners in optimizing hunchback retaining walls for unsaturated backfill.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.192-202
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• 2013

최근 유가 상승 및 지구 온난화에 대한 온실가스의 규제 강화로 인해 국내 천연가스 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 이에 국내 천연가스 시장의 공급 안전성을 높이기 위하여, 2008년 한국가스공사와 Gazprom 간에 러시아 파이프라인 천연가스 공급에 관한 협약서를 체결하기도 했다. 러시아 PNG 도입계획이 본격화되어 천연가스가 도입되면 겨울철에 가스 수요가 집중되는 국내의 경우엔 천연가스 수급 균형을 위하여 지하저장시설이 필수적으로 요구될 것이다. 본 연구는 암반등급, 토피고, 저장압력, 현지측압계수(Ko)를 변수로 하여 천연가스 저장 공동의 안정성을 정량적으로 평가하였다. 제안된 설계변수에 따른 저장 공동의 거동을 파악하기 위해 축대칭 조건을 사용하여 2차원 응력해석을 수행하였다. 해석 결과 전단강도/전단응력으로 정의된 공동의 안전율은 심도, 암반등급 및 저장압력에 크게 영향을 받았으나 측압계수의 영향은 거의 없었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제28권8호
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• pp.21-29
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• 2012

기초 구조물, 옹벽 등 지반 구조물의 거동 평가에 사용되는 정지토압계수는 현장 응력상태를 나타내는 상태변수로 해석과 설계에 매우 중요하다. 정규 압밀된 사질토에서 일반적으로 널리 쓰이는 Jaky의 Ko식은 실험에서 획득 가능한 마찰각으로부터 응력상태를 유추하지만, 실무에서 마찰각 적용시 필수적인 입자 조건에 따른 영향과 기준에 대한 평가가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 주요한 영향 인자로서 상대밀도, 원마도, 표면 거칠기에 따른 Ko값의 변화 양상을 다양한 하중 단계별로 실험에 고려하였다. 변형계를 사용한 Ko측정기를 제작하여 주문진 표준사, 글라스 비드, 에칭 글라스 비드에 대해 재하-제하-재재하의 단계별로 Ko을 측정하였고 영향 요인별 분석을 실시하였다. 실험 결과 원마도와 무관하게 작은 상대밀도의 시편이 높은 Ko을 보였으며 표면 거칠기는 Ko에 큰 영향이 없었다. 또한 동일한 상대밀도에서 입자가 모난 형상에 가까울수록 낮은 Ko을 보였다. 본 연구에서 획득한 실험 결과를 바탕으로 경험식과 문헌에서 보고된 데이터를 이용하여 상대밀도에 따른 Ko과 마찰각의 특성을 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제46권1호
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• pp.53-73
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• 2013

Prediction of prestressed concrete girder integral abutment bridge (IAB) load effect requires understanding of the inherent uncertainties as it relates to thermal loading, time-dependent effects, bridge material properties and soil properties. In addition, complex inelastic and hysteretic behavior must be considered over an extended, 75-year bridge life. The present study establishes IAB displacement and internal force statistics based on available material property and soil property statistical models and Monte Carlo simulations. Numerical models within the simulation were developed to evaluate the 75-year bridge displacements and internal forces based on 2D numerical models that were calibrated against four field monitored IABs. The considered input uncertainties include both resistance and load variables. Material variables are: (1) concrete elastic modulus; (2) backfill stiffness; and (3) lateral pile soil stiffness. Thermal, time dependent, and soil loading variables are: (1) superstructure temperature fluctuation; (2) superstructure concrete thermal expansion coefficient; (3) superstructure temperature gradient; (4) concrete creep and shrinkage; (5) bridge construction timeline; and (6) backfill pressure on backwall and abutment. IAB displacement and internal force statistics were established for: (1) bridge axial force; (2) bridge bending moment; (3) pile lateral force; (4) pile moment; (5) pile head/abutment displacement; (6) compressive stress at the top fiber at the mid-span of the exterior span; and (7) tensile stress at the bottom fiber at the mid-span of the exterior span. These established IAB displacement and internal force statistics provide a basis for future reliability-based design criteria development.

• 한국해양공학회지
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• 제18권6호
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• pp.58-69
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• 2004

In order to investigate the characteristics of the lateral earth pressure at rest, under hysteretic $K_o-loading/unloading$ conditions, seven types of multi-cyclic models have been studied, using dry sand. For this study, the new type of $K_o-oedometer$ apparatus was developed, and the horizontal pressure was accurately measured. The multi-cyclic models consist of primarily 3 cases: (i) $K_o-test$ under the same loading / unloading condition, (ii) multi-cyclic loading / unloading $K_o-test$ exceeding the maximum pre-vertical stress, and (iii) multi-cyclic loading / unloading $K_o-test$ within the maximum pre-vertical stress. Results fromthe multi-cyclic model indicated that a single-cyclic model could be extended if the exponents for the unloading condition $(\alpha\;and\;\alpha^*)$ and the reloading coefficients $(m_r,\;and\;m_r^{\ast})$ were primarily dependent upon the type of model, number of cycles, and the relative density.