• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.18-24
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• 2011

이 연구에서 GRP 관의 하중-처짐 거동을 조사, 보고하였다. 지중매성 GRP관은 높은 내화학성, 높은 부식저항성, 경량성, 관표면의 매끄러움, 지반-관의 상호작용 고려에 따른 경제성 등의 탁원한 역학적, 물리적 특성들로 인해 건설현장에서 광범위하게 사용되고 있다. 지중에 매설되는 연성관을 설계하기 위해서는 ASTM D 2412 (2010)에 따라야 한다. ASTM D 2412 (2010)에 따라 설계할 경우, 관의 원강성 (PS)을 편평시험에 따라 먼저 결정해야 하는데, 이 시험이 귀찮고 노동력을 필요로 한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 UTM에 설치된 형태의 GRP관의 하중-처짐 거동을 유한요소법에 따라 모사하였으며, 유한요소법에 의한 모사에는 재료의 탄성계수와 단면의 기하학적 치수 등 기초적인 자료를 사용하였다. 이와 같은 연구로부터, 관재료가 관의 단면내에서 비교적 일정하지 않음에도 불구하고 수직방향의 관변형이 3%와 5%가 발생할 경우, 편평시험과 수치해석적 연구 결과가 15%이내의 차이로 하중의 예측이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권10호
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• pp.296-302
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• 2019

본 연구에서는 이수순환시스템 핵심 장비 중의 하나인 셰일 셰이커 시작품의 핵심 부품을 선정하여 기초 내구성 평가를 수행하고 분석하였다. 기초 내구성 평가의 경우, 바이브레이터 모터(이하, 모터)가 장시간 운전에 따른 모터 베어링의 수명과 모터로 부터 유발된 진동에 의한 지지 스프링의 강성저하가 장비의 내구성에 적지 않은 영향을 미칠 수 있을 것이란 가정을 두었다. 모터 연속운전에 있어, 전 초기 진동 가속도의 P-P 수준은 0.72 g 수준 이었으나 운전 100 시간 경과 후, 진동 가속도의 P-P 수준은 1.26 g로 급격히 상승함을 볼 수 있었으며, 진동 상승의 원인분석을 위해 볼 결함주파수 분석기법을 통해 베어링 결함을 추정할 수 있었다. 또한, 셰일 셰이커의 가진 조건을 피로내구시험에 적용하여 시험 2,000 시간 경과 시, 스프링의 강성이 약 3.78 % 감소함을 확인 할 수 있었다. 향후 본 연구는 스프링 강성의 저하가 셰일 셰이커의 입자제거 효율이 미치는 영향 분석과 그에 따른 고장수명에 예측에 관한 후속 연구를 수행 할 예정이다.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.258-264
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• 2019

본 논문에서는 Hashin 파손 기준식과 crack band 모델이 접목된 손상변수를 이용하여 점진적파손해석 방법이 개발되었다. 파손기준식을 이용하여 파손의 개시 유무가 판단된다. 파손이 개시된 경우에는 각 파손모드(섬유 인장/압축, 기지 인장/압축)에서 손상변수가 선형 열화 거동에 따라 계산되고, 손상강성행렬을 계산하는데 사용된다. 손상강성행렬은 손상된 재료에 반영되고, 계산된 손상강성행렬을 이용하여 재료의 완전한 파괴를 의미하는 손상변수가 1인 시점이 되기까지 점진적 파손해석이 계속해서 반복적으로 수행된다. 일련의 과정들은 상용해석프로그램인 ABAQUS에 사용자 정의 부프로그램을 이용하여 수행되었다. 제안된 점진적파손해석 도구의 검증을 위하여, 원공을 가진 복합재료 적층판의 시험 결과와 비교를 수행하였으며, 시험 중 디지털 이미지 상관법을 이용하여 획득한 변형률 거동과 해석을 통해 획득한 변형률 거동을 비교하였다. 제안된 해석결과는 시험 결과와 비교하여 유효한 일치를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.47-57
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• 2006

전단파는 흙 입자의 강성과 밀도에 연관된다. 흡 입자의 전단 강성은 물의 존재 여부에 영향을 받지 않는다. 벤더 엘리먼트는 흙과 트랜스듀서 간의 뛰어난 결합 효과를 보여 토질 시험 장치에 적용하기에 편리한 전단파 트랜스듀서이다. 본 논문은 전단파의 기본 원리를 살펴본 뒤, 전자기 커플링 방지, 지향성(directivity), 공진주파수, 초동 추정, 근접장 효과 등을 포함하여 벤더 엘리먼트의 설계와 설치에 대하여 다루었다. 전해질 용액 속에서의 전기적 간섭(cross-talk)현상은 병렬 타입의 벤더 엘리먼트를 사용함으로써 최소화할 수 있다. 캔틸레버 보 형식의 벤더 엘리먼트는 전단파의 지향성은 원형에 가깝게 나타났다. 벤더 엘리먼트의 공진주파수는 벤더 엘리먼트 자체의 특성, 흡의강성 및 엥커 특성에 의존적인 것으로 나타났다. 벤더 엘리멘트 시험에서 가장 어려운 부분 중의 하나는 전단파의 도착시간에 영향을 주는 근접장 효과이다. 근접장 내에서 전단파의 도착시간 산정은 다중반사법(multiple reflection method)과 signal matching 기술을 적용하여 해결할 수 있다. 여러 가지 고려사항이 요구되는 벤더 엘리먼트는 전단파를 이용한 지반 동적 특성 파악에 매우 효과적인 방법이 될 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제21권6호
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• pp.1-7
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• 2008

본 연구에서는 염수환경이 고강성 탄소-에폭시 복합재의 기계적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 시편은 UPN139B 탄소-에폭시 복합재로 제작하였고, 3.5% 염수에 0, 1, 3, 6, 9, 12개월 간의 침수 후 면내 인장시험과 전단시험을 수행하였다. 실험에서 온도 조절과 같이 흡수 시간을 절약하기 위한 특별한 가속방법은 사용하지 않았다. 섬유방향 및 기지방향 인장강도와 강성의 경우 12개월 동안의 침수에도 불구하고 특별한 변화를 발견할 수 없었다. 반면 12개월 침수 후 전단강도와 강성은 염수에 노출되지 않은 시편에 비해 약 10% 내외의 감소를 보였다. 본 연구를 통하여 UPN139B가 우수한 섬유방향 강성과 내부식성으로 인하여 염수환경에서 외부수압에 의한 좌굴을 지지해야 하는 구조물의 설계에 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제21권3호
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• pp.1-8
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• 2008

본 연구에서는 염수환경이 탄소-에폭시 복합재의 기계적 물성치에 미치는 영향을 살펴보았다. 시편은 USN125 복합재로 제작하였고, 3.5% 염수에 0, 0.5. 1, 2, 3, 6, 9, 12 개월간의 침수 후 면내 인장시험과 전단시험을 수행하였다. 실험에서 염수로부터 시편을 보호하기 위한 방수페인트나 시간을 절약하기 인한 특별한 가속방법은 사용하지 않았다. 섬유방향 및 기지방향 인장강도와 강성의 경우 12개월 동안의 침수에도 불구하고 특별한 물성치의 변화를 발견할 수 없었다. 반면 전단강도와 강성은 염수환경에 민감하게 반응하며. 12개월 침수 후의 물성치는 염수에 노출되지 않은 시편에 비해 전단강도 30%, 전단강성 46%의 저하를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1D호
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• pp.49-54
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• 2009

줄눈 콘크리트 포장에 있어 줄눈부의 하중전달은 다웰바, 골재맞물림, 하부지반의 강성에 의해 발현된다. 콘크리트 포장의 합리적인 역학적 해석을 위해서는 이러한 사항을 적절하게 모델링할 필요가 있다. 줄눈부 하중전달율은 일반적으로 줄눈부에 전단스프링으로 모델링 할 수 있다. 하지만 줄눈부 하중전달이 포장 공용성에 지대한 영향을 미치고 있음에도 위 세가지 모두를 고려한 줄눈부의 줄눈강성(Joint Stiffness)에 대한 연구가 이루어 지지 않아 콘크리트 포장 설계시 적정 줄눈강성값을 적용시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 국내 콘크리트 포장 여건에 적합한 줄눈부 전단 스프링의 입력요소인 줄눈강성(다웰바, 하부지반, 골재맞물림 고려)을 산정하고자 한다. 이를 위해 FWD(Falling Weight Deflectometer)를 이용하여 구한 하중전달율(LTE)에 대해 하부지반 및 다웰바 설치유무에 따른 국내 주요 고속도로 및 시험도로의 데이터를 수집하였다. 또한 국내 포장조건을 고려한 구조해석자료를 통해 하부 지반 조건 및 다웰바 유무에 따른 줄눈부의 줄눈강성을 산정하였다. 이 두 가지를 통해 현장의 하중전달율 데이터와 비교분석하여 다웰바 유무, 하부지반 조건별 영향인자에 대해 온도 및 재령을 고려한 국내 조건에 적합한 줄눈강성 산정식을 제시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.17-28
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• 2020

본 연구는 효소에 의한 요소 분해를 통해 생성되는 탄산칼슘 침전(EICP)을 지반 내에 유도했을 때의 지반개량 효과를 실내실험으로 분석하였다. 먼저, EICP 용액의 최적 혼합비를 결정하기 위하여 용액 주 재료인 요소, 염화칼슘, 우레아제 농도를 달리했을 때 생성된 탄산칼슘 양을 비교하였다. 다음으로, 산정된 최적 혼합비의 EICP 용액으로 처리된 사질토의 전단 강성도 및 강도를 전단파 속도 측정과 삼축압축시험을 통해 평가하였다. 전단파 속도 측정은 EICP 반응 시간 동안 수행되었으며, 이를 통해 탄산칼슘 침전에 따른 전단 강성도의 발달을 확인할 수 있었다. 삼축압축시험은 압밀배수조건에서 EICP 처리된 시료 그리고 처리되지 않은 시료에 대하여 수행되어, 최종적으로 마찰각 및 점착력을 비교하였다. 마지막으로 X-ray CT 및 SEM 촬영을 통하여 EICP 처리된 시료 내의 탄산칼슘을 시각적으로 조사하였다. 실험 결과, EICP 반응 시작 후 6시간이 지나면 처리된 시료의 전단 강성도는 처리되지 않은 시료에 비하여 19~31배 증가하였다. 또한 EICP 반응에 의해 생성되는 탄산칼슘의 양이 증가할수록 점착력은 증가하는 반면 마찰각은 감소하는 경향을 관찰하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.31-42
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• 2015

강성벽 일체형 철도보강노반의 열차하중 하에서의 성능을 평가하기 위하여 실물 단선 철도 노반과 동일한 규모인 높이*폭*길이(5m*6m*20m)의 보강노반을 건설하였다. 철도보강노반은 높이의 30~40%의 짧은 보강재와 강성벽체, 보강재 연직배치간격 30와 40cm를 적용한 특징이 있다. 경제성 및 시공성 향상을 위하여 강성벽체와 보강토체와의 일체화 연결방식을 3종류(용접형, 힌지볼트형, 굵은 철사형)로 다르게 설계하였다. 철도 설계하중 50kPa의 19.6배에 해당되는 0.98MPa (최대시험하중 5.88MN) 최대하중에 대하여 2회 정하중 재하시험을 실시하였다. 철도보강노반의 성능은 파괴에 대한 안정성, 지지력과 침하, 벽체 발생 수평변위, 보강재 발생 변형률에 대한 검토로부터 평가하였다. 실물 실대형 시험결과로부터 높이의 35% 수준의 짧은 보강재와 힌지 볼트형 연결방식을 채택한 강성벽체 일체형 철도보강노반에서 40cm의 보강재 연직간격을 적용하여도 열차 설계하중 하에서 좋은 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권3호
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• pp.203-215
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• 2007

암반의 역학적 변형거동과 안정성은 불연속면의 역학적 특성에 크게 좌우되기 때문에 터널이나 암반구조물의 안정성 해석 및 설계를 위해서는 반드시 암반 불연속면의 역학적 성질을 규명할 필요가 있다. 지하암반 절리면의 실제 거동을 실내에서 정확히 모사하기 위해 본 연구에서는 일련의 일정 수직강성 조건하 직접 전단시험을 수행하여 초기 수직응력, 전단속도 그리고 절리면의 거칠기가 거친 화강암 절리면의 전단거동특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 일정 수직강성 조건에서 거친 암석절리에 대한 시험 결과 전단거동은 일반적으로 1차 정점 전단응력에서의 전단응력 감소 정도에 따라 크게 두 가지 형태의 전단거동을 보이는 것으로 구분되었다. 초기 수직응력이 증가함에 따라 정점 전단변위와 1차 정점 전단응력은 증가하지만 마찰각과 정점 마찰계수의 경우 감소하는 것으로 나타났으며, 전단강성과 평균마찰계수의 경우는 초기 수직응력에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 거친 절리에 대한 전단속도의 영향은 초기 수직응력이 낮은 경우 일부 전단변수들에서 약간 관찰되었으나 수직응력이 증가함에 따라 대부분의 전단시험 결과변수들에서 전단속도의 영향은 미미하였다. 거칠기에 따른 전단거동의 변화를 분석하였으나 명확한 관련성이 나타나는 경우보다 시료간의 편차가 심한 경우가 많았다.