• Computers and Concrete
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• 제34권2호
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• pp.179-193
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• 2024

The bending and buckling effect for carbon nanotube-reinforced composite (CNTRC) beams can be evaluated by developing the theory of third shear deformation (TSDT). This study examines beams supported by viscoelastic foundations, where single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) are dispersed and oriented within a polymer matrix. Four patterns of reinforcement are used for the CNTRC beams. The rule of mixtures is assessed for the material properties of CNTRC beams. The effective functionally graded materials (FGM) properties are studied by considering three different uneven distribution types of porosity. The damping coefficient is considered to investigate the viscosity effect on the foundation in addition to Winkler's and Pasternak's parameters. The accuracy of the current theory is inspected with multiple comparison works. Moreover, the effects of different beam parameters on the CNTRC beam bending and buckling over a viscoelastic foundation are discussed. The results demonstrated that the O-beam is the weakest type of CNTRC beam to resist buckling and flexure loads, whereas the X-beam is the strongest. Moreover, it is indicated that the presence of porosity in the beams decreases the stiffness and increases deflection. In comparison, the deflection was reduced in the presence of a viscoelastic foundation.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.75-86
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• 1985

유공(有孔)보는 강재(鋼材)의 재료절감(材料節減)과 고층건물(高層建物)의 전체(全體) 높이를 절약(節約)할 수가 있다. Bower의 탄성이론(彈性理論) 해석(解析)과 Vierendeel 해석(解析)은 구멍 주위(周圍)의 수직응력(垂直應力)을 계산할 수 있으나, 이 해석들은 식의 복잡성과 적용의 한계가 문제되고 있다. 본(本) 연구(硏究)는 등계수요소(等係數要素)를 사용하고 구멍주위의 일부분만을 택하여 유한요소법(有限要素法)을 적용하여 보았다. 이 방법(方法)은 전술(前述)한 두 방법(方法)의 단점(短點)을 보완(補完)할 수 있고, 선형요소(線型要素)를 사용한 Samuel, Redwood 등의 유한요소법 보다 작은수의 요소를 사용하여도 구멍의 국부응력집중(局部應力集中)을 잘 표현할 수 있다. 본 연구에서는 유한요소법(有限要素法)을 사용하여 모멘트, 전단력 그리고 구멍의 편심(偏心) 등이 구멍 주위의 수직응력(垂直應力)에 어떠한 변화를 주는가를 알아 보았다. 전단력(剪斷力)과 구멍깊이의 변화가 구멍주위의 응력(應力)에 비교적 큰 영향(影響)을 미치고 있고, 이에 비하여 편심(偏心)의 영향은 작음을 알 수 있다. 각 경우(境遇)에 대해 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 얻은 자료(資料)를 중회귀분석(中回歸分析)을 실시하여 회귀계수(回歸係數)를 얻었다. 회귀계수(回歸係數)에 의한 회귀식(回歸式)은 편심(偏心)이 큰 경우를 제외하고는 구멍주위의 응력(應力)을 비교적(比較的) 정확(正確)히 예측(豫測)할 수 있을 것이라고 생각된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2005년도 제7회 특별심포지움 논문집
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• pp.93-116
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• 2005

기존 1차원 SPT 업홀 기법의 개선을 통하여 지반의 2차원적인 전단파 속도 분포를 경제적으로 도출하고자 하였다. 다수의 감지기를 사용하여 SPT 업홀 시험을 수행하고 시추공-지표면 조합의 주시 토모그래피 역산을 수행하게 되면 시추공 주변 지반에 대해 삼각형 형태의 전단파 속도 분포를 도출할 수 있다. 이러한 SPT 업홀 토모그래피 기법의 중요한 요소로는 정확한 전단파 성분의 도달시간 정보 획득 및 검증된 토모그래피 역산 프로그램의 적용이라 할 수 있다. SPT 업홀 기법에 대한 유한요소 수치해석을 통하여 수직 수평 입자 움직임의 크기합을 활용하여 도달시간 정보를 산출하는 것이 객관적이며 가장 정확한 결과를 주는 것으로 나타났다. 그리고 다양한 지반 모델에 대해 가상의 SPT 업홀 기법 수행을 통해 산출된 이론적 도달시간 정보로 토모그래피 역산 프로그램인 GeoTomCG를 사용하여 2차원 속도부포를 도출하여 봄으로써 GeoTomCG 프로그램의 신뢰성에 대해 검증하였다. 최종적으로 상향 및 하향으로 경사진 지반 모델에 대한 SPT 업홀 수치해석 모델링을 통해 지표면에서의 속도 시간 이력곡선을 획득하였고 도달시간 정보 획득 및 토모그래피 기법을 수행하여 그 결과를 수치모델 입력값과 비교해 봄으로써 SPT 업홀 기법의 2차원 적용 가능성을 확인하였다. 마지막으로 김제 지역의 풍하토 지반에서 SPT 업홀 시험을 수행하여 획득한 도달시간 정보를 이용하여 토모그래피 기법을 수행, 그 결과를 SPT-N값 등의 시추 자료와 비교하여 SPT 업홀 토모그래피 기법의 현장 적용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.5-19
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• 2003

본 연구에서는 인접 성토로 인하여 측방유동이 발생하는 연약한 점성토 지반에 시공된 교대말뚝기초를 원심모형실험으로 재현하여 지반조건과 성토지반의 시공속도에 따른 교대말뚝기초의 거동특성을 분석하였다. 이를 위해 지반조건과 성토지반 시공속도를 교대말뚝기초의 측방유동에 가장 중요한 영향을 미치는 변수로 선정하여 총 6 종류의 원심모형실험을 실시하였다. 본 실험에서 지반조건은 점성토 지반의 두께와 지층단면에 따라 세 가지 종류로 구분하였으며 성토하중 재하조건은 한계성토고까지 단계적으로 재하하는 방법(1m/30일, 1m/15일)과 한계성토고에 해당하는 하중을 급속재하 하는 방법으로 나누어 고려하였다. 그 결과 동일한 조건하에서 측방유동을 받는 교대말뚝기초의 비배수 단기거동과 장기거동을 파악하기 위해 성토하중 재하단계와 성토 후 압밀이 약 80% 진행된 단계에서의 지반-말뚝 거동특성을 비교ㆍ 분석하였다. 본 연구 결과, 편차 성토하중으로 인해 연약지반상 교대말뚝기초에 발생하는 측방유동압은 단계별 성토하중 재하시 사다리꼴 분포형태와 유사하였으며 이때 발생하는 최대 측방유동압($P_{max}$)과 편차 성토하중($\gamma$ H)의 비($\alpha$)는 비배수 상태인 단기거동시에는 0.75, 압밀이 약 80% 진행된 장기거동시에는 0.35 정도로 나타남을 알 수 있었다.

• 암석학회지
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• 제22권4호
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• pp.251-261
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• 2013

영남육괴 지리산지구의 남동부에 위치하는 화개지역은 주로 선캠브리아기 지리산 변성암복합체로 구성되어 있으며, 선캠브리아기 구성암류는 남-북 방향의 밀착습곡과 동-서 방향의 개방습곡 형태의 암상분포를 보인다. 이 논문에서는 하동 회장암복합체의 서부에 위치하는 화개지역에서 지리산 변성암복합체의 변형된 암석구조에 대한 운동학적 기하학적 특징과 중첩된 변형구조들의 선후관계로부터 연구지역의 지질구조를 연구하였다. 그 결과, 연구지역의 지질구조는 적어도 세 번의 연성 변형단계를 거쳐 형성되었음을 알게 되었다. (1) $D_1$ 변형과 관련된 구조요소는 대부분 $D_2$ 변형에 의해 전위되어 $S_{0-1-2}$ 복합엽리로 인지된다. (2) $D_2$ 변형은 동-서 방향의 압축 지구조환경 하에서 남-북 방향의 $F_2$ 습곡과 $F_2$ 습곡축면에 (준)평행하게 발달하는 $D_2$ 연성전단대를 형성시켰다. (3) $D_3$ 변형은 남-북 방향의 압축 지구조환경 하에서 발생하여 그 이전 형성된 구조요소들의 방향성을 국부적으로 동북동 내지 서북서 방향으로 재배열시켰다. 이는 선캠브리아기 구성암류의 광역적인 남-북 방향의 밀착습곡과 동-서 방향의 개방습곡 형태의 암상분포는 각각 $D_2$ 변형, $D_3$ 변형과 밀접한 관련이 있음을 의미한다.

• 지질공학
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• 제17권3호
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• pp.483-494
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• 2007

본 연구는 대단층이 발달하는 화산암 분포지역에서 암반 절취사면을 대상으로 단열의 발달특성과 이에 따른 암반분류 수정안을 제시하고자 수행되었다. 부산-울산 고속도로 건설 현장 중 해운대-기장 사이의 일광단층에 가까운 도로 절취사면 노두에서 단열계의 특성이 조사 분석되었다. 단열간격 분포의 경우 신장단열은 대수정규 분포를 보여주고 전단단열은 음의 지수 분포를 보여준다. 단열길이 누적빈도 분포 그림에서 중앙의 직선 구간이 1지점 -1.13, 2지점 -1.01, 3지점 -1.52의 지수를 가지며 멱법칙 스케일링을 지시한다. 각 지점에서 단열의 간격 및 밀도, 단열 간 교차점의 수 등을 분석하여 판단해 볼 때 암반의 안정성 및 강도는 1지점이 가장 낮고 2지점이 가장 높다. 한편, 각 지점에서 서로 연결된 단열의 최대 클러스터로 평가할 때 유체 이동의 능률은 3지점이 가장 높고 1지점이 가장 낮다. 이는 3지점이 상대적으로 단열의 길이가 긴 것들이 많으며 이들이 서로 연결하여 형성하는 최대 클러스터가 높은 비율로 전 지역에 고루 분포하고 있기 때문으로 볼 수 있다. 한편, 현장조사 자료를 토대로 응용통계기법을 이용하여 RMR 분류의 항목별 배점을 조정한 결과에 의하면, 대단층이 발달하는 화산암에서는 기존 RMR 분류 항목별 배점에 비해 현저히 다른 수정된 RMR 배점을 설정함이 타당한 것으로 나타났다. 분석결과 무결암 강도는 18, RQD는 61, 불연속면 간격 2, 불연속면 조건 2, 그리고 지하수 17의 배점이 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.41-49
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• 2006

지난 1982년 우라카와 근해지진 및 1995년 효고현 남부 지진 등에 의하여 주철근이 겹침이음된 많은 교각들이 주철근 겹침이음부의 활동에 의한 휨-전단파괴를 발생하였음을 경험하였다. 철근콘크리트 교각의 내진성능은 소성힌지구간의 변형능력에 좌우되고 있으며, 이는 곡률연성도로서 평가된다. 우리나라에서는 1992년 내진 설계가 도입된 이후 철근콘크리트 교각의 주철근겹침이음에 대한 규정이 없었으나, 2005년 도로교 설계기준에서 주철근겹침음을 50% 이내에서 허용하고 있다. 본 연구는 단면 직경이 600 mm이고 형상비가 2.5 및 3.5인 주철근 겹침이음이 있는 철근콘크리트 교각에 대하여 지진시 소성힌지부의 곡률분포 및 곡률연성도에 대하여 조사하였다. 실험은 일정한 축력 $P=0.1f{ck}A_g$가 재하된 상태에서 변위제어 방식으로 준정적실험을 실시하였다. 실험결과 반복하중에 의한 주철근 겹침이음부에 활동이 발생하면, 주철근 겹침이음 구간 내의 곡률이 주철근 겹침이음이 없는 경우와 다르게 나타났다. 다시 말하면 주철근 겹침이음 실험체의 겹침이음 구간 중의 하부 곡률은 주철근 겹침이음이 없는 실험체의 경우보다 큰 값을 보이고 있으며, 상부는 작은 값을 보였다. 이로 인하여 교각실험체의 손상은 겹침이음 구간의 하부에 집중되어 휨파괴되는 모습으로 보이는 양상을 보였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.285-292
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• 2012

일반적으로 콘크리트 구조물은 보와 기둥이 서로 강결되어 있으며, 이러한 경우 강진에 의해 연결부에서 심각한 손상이 발생할 수 있다. 이를 저감시키면서 내진성능을 향상시키기 위한 다양한 연결 형태가 연구되어지고 있다. 그 한 예로 연결부에서의 회전을 허용하는 연결형식이 있으며 보나 기둥, 그리고 전단벽에 응용되고 있다. 이러한 회전형 구조요소들은 횡방향 거동시 비선형 힘-변위 관계를 나타내는데, 그 원인은 연결부의 회전으로 인한 접촉면의 깊이(contact depth)가 줄어듦과 동시에 요소의 각 단면에서의 응력이 비선형적으로 분포되는 탄성힌지 구간이 존재하기 때문이다. 이 연구에서는 축방향 하중(공칭강도의 5%와 10%)과 경계조건(양단구속 형식, 캔틸레버 형식), 세장비(L/d = 5, 7, 10) 등의 변수를 고려한 유한요소해석을 통해 회전형 기둥의 탄성힌지 구간 또는 길이를 분석하였다. 그 결과 이 세가지 변수는 탄성힌지길이 변화에는 직접적인 영향을 주지 않았으며 다만 접촉면의 깊이에 의해 지배됨을 알 수 있었다. 이 탄성힌지길이는 opening state부터 발생하기 시작하여 rocking point까지(pre-rocking 구간) 증가하였으나 그 이후(post-rocking 구간)에서는 일정한 값을 보였다. 탄성힌지길이에 대한 유한요소해석 결과를 이론적 예측식인 반무한모델(half space model)의 결과와 비교하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.775-784
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• 2009

풍화된 엽리는 연장성이 크고 거칠기가 적어서 치명적인 활동면으로 작용할 수 있다. $\bigcirc\bigcirc$ 도로공사 현장에 발생된 대절토 사면의 붕괴는 엽리와 평행한 단층면의 활동에 의한 것으로 후기 풍화에 의해 단층면에 녹니석 점토 성분이 충진 되면서 절취에 의해 변경된 지반환경을 수용치 못하고 갑작스런 붕괴가 발생된 사례이다. 붕괴사면의 안정화 방안을 수립하기 위해서는 내부 엽리구조의 3차원 분포를 정확히 파악하는 것이 매우 중요하였다. 이를 위하여 사면에 격자 형태로 10개의 시추를 수행하였으며, 각 시추공에서 시추공영상촬영을 수행하였고, 그 결과를 15개의 단면에 투영하여 사면 내부에 분포하는 엽리, 절리, 단층의 3차원 배열을 분석하였다. 분석 방법으로는 측정된 시추공의 면구조를 절취면에 투영하기 위하여 개발된 Fracjection을 사용하였다. 투영분석 결과 평면에 투영된 엽리의 구조들은 엽리의 주향이 사면의 좌측으로 가면서 사면 내부로 깊어짐을 보여주고 있어서 사면의 우측에서 붕괴된 지질구조는 현 붕괴면 위치와 사면의 좌측 부분에 또 하나의 쐐기파괴 위험성이 존재함이 조사되었다. 전기한 지질 구조의 3차원 조사자료를 기초로 예상 활동면이 설정되었으며, 그 활동면을 기초로 한계평형 분석을 수행하여 현 사면의 경사 완화와 앵커 및 억지말뚝과 피암터널의 설계방안 등이 검토 되었다.

• 접착 및 계면
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• 제7권2호
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• pp.1-11
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• 2006

미처리 Jute와 Hemp섬유와 처리된 Jute와 Hemp섬유가 강화된 polypropylene-maleic anhydride-g-polypropylene copolymer (PP-MAPP) 복합재료의 계면 물성을 미세역학시험법과 동적접촉각 측정을 통해서 평가하였다. Jute와 Hemp섬유의 통계적인 인장강도의 경우 두 형태 와이블 분포가 단일 형태 분포보다 더 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 천연섬유 복합재료의 계면전단강도(IFSS)에 대한 산-염기 상호작용변수는 접착일($W_a$)의 계산을 통해 그 특성을 기술 할 수 있다. 천연섬유에 대한 알칼리, 실란커플링제의 영향은 PP-MAPP 기지재의 MAPP 함량을 변화시킴으로써 얻을 수 있었다. 알칼리 처리된 Jute와 Hemp섬유의 경우 약한 계면층이 모두 제거되고 표면적이 증가됨으로 인해 표면에너지는 더 증가하였다. 반면 실란 커플링제를 이용하여 표면 처리된 Jute와 Hemp 섬유의 경우 차단된 높은 에너지의 기들로 인해 표면에너지는 감소하였다. PP-MAPP기지재속의 MAPP의 함량증가는 산-염기 기의 도입으로 인해 표면에너지는 증가하였다. 두 천연섬유 복합재료의 미세파괴 형상은 두 섬유의 인장강도가 다르기 때문에 명확히 구분되었다.