• 한국지반공학회논문집
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• 제31권10호
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• pp.29-36
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• 2015

본 논문에서는 굴착 및 가시설 설치로 인한 기존 지하철 터널 라이닝에 발생되는 균열에 대한 모니터링과 분석을 실시하였다. 균열은 터널의 확폭부 근처에서 발생하였다. 균열 게이지, 내부변위계, 3D레이저 스캐너 같은 여러 계측 장비들은 발생된 균열과 균열이 터널에 미치는 영향에 대해 모니터링 하기 위해 설치되었다. 라이닝의 변형과 균열의 추가적인 확장 상태를 파악하기 위하여 균열 게이지와 내부변위계로 현장 계측을 실시하였다. 전체적인 변상 평가를 위하여 3D 레이저 스캐너를 활용하였다. 스캐너 데이터로부터 터널과 철도의 전체적인 변상 상태를 평가하였다. 지하 공사시 지반의 불연속성으로 인해 균열확장의 정확한 변형을 측정하는 것은 어려운 일이다. 본 논문에서는 터널 라이닝의 변형과 레일에 미치는 영향에 대하여 기존 계측방법과 전체적인 변상 상태에 대하여 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.448-454
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• 2020

본 연구는 항공기 운용 중 발생하는 구조결함의 원인을 규명하고 개선형상에 대한 구조 건전성을 확인하고자 한다. 항공기 균열은 Bulkhead 체결구조로서 연료탱크 경계 Web 파열로 인한 연료누유 현상에서 식별되었다. 균열의 특성을 확인하기 위해 파단면을 분석하였고 반복하중에 의해 균열이 진전되어 최종 파단으로 이어지는 피로파괴로 판단하였다. 또한 다중 시작점에서 균열이 시작되는 것으로 소재의 결함이 균열의 주요 원인으로 판단되지 않는다. 항공기 운용 중 발생하는 기동하중에 대한 균열 영향을 확인하기 위해 항공기 지상 및 비행시험을 통해 분석을 수행하였다. 항공기 운용 중 균열 부위의 하중 측정 데이터와 항공기 설계하중과의 비교를 통한 분석 결과 측정하중은 설계 대비 30% 수준으로 파손을 유발할 수준은 아니라고 판단하였다. 항공기 운용 시 진동하중의 원인으로 조립 및 단품 제작공차가 최대 0.06inch 발생할 수 있는 Gap을 검토하였고, 분석결과 균열부위에서 큰 응력인 약 32ksi가 발생하였다. 또한 Pre-Load에 의해 M.S.(Margin of Safety)가 +0.71에서 +0.34로 약 50%이상 감소되는 것으로 확인되어 항공기 설계 하중과 조합 시 균열 가능성이 급격히 증가하였다. 따라서 항공기 균열부위에 대하여 구조 보강 및 Gap 제거를 통해 결함을 개선하였다. 개선형상에 대하여 구조강도 해석 결과 Bulkhead는 허용응력 대비 M.S.가 약 +0.88이고 Fitting 형상은 약 +0.48로서 충분한 마진이 확보되었다. 또한 수명해석 결과 형상 개선 전 수명인 약3,600 시간 대비 개선형상은 약84,000 시간으로서 항공기 설계수명 대비 구조건전성을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권1호
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• pp.20-29
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• 2021

투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.267-273
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• 2017

최근 콘크리트 구조물의 유지보수 문제가 대두되면서 구조물에 발생하는 균열을 스스로 치유하는 자기치유 기술이 활발히 연구되고 있다. 현재 자기치유 콘크리트의 치유 성능 평가에 투수시험이 널리 사용되지만, 이와 관련된 표준화된 방법이 없어 시험결과의 비교에 어려움이 있다. 또한 콘크리트의 자기치유 성능은 초기 균열폭에 큰 영향을 받는데, 콘크리트의 균열폭 측정을 위한 표준화된 방법도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 정수위 투수시험 장치를 이용하여 수두차와 균열폭이 유출수량에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 투수 실험 결과의 회귀 분석을 통해 유출수량과 초기 균열폭의 상관관계식을 제안하였으며, 제안된 식을 이용하여 예측한 모르타르 시편의 균열폭이 광학현미경을 이용하여 측정한 실제 균열폭과 잘 일치하는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1576-1582
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• 1990

본 연구에서는 Al 2024-T3 판으로 제작된 한면 노치 시편에 여러 조건의 피로 하중을 가하여 노치면내에 형성된 미소 피로균열의 COD를 광학적 간섭현상에 기초를 둔 미소 변위측정기(Interferometric Strain/Displacement Gage`ISDG)를 개량하여 측 정하였다. 이 ISDG의 컴퓨터 조정방식을 정밀화시켜 0.02$\mu\textrm{m}$까지의 상대변위를 측정 할 수 있도록 보완하였다. 고정밀화돈 측정기로 수십 $\mu\textrm{m}$길이의 미소균열의 COD도 측 정하였고 컴류터에 저장시킴으로써 시험후 미소 피로균열에 대한 열림 특성을 분석할 수 있다. 측정된 미소 피로균열의 균열열림특성을 고찰하고 긴 균열의 열림특성과도 비교.분석 하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.476-483
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• 2023

본 연구에서는 철근-콘크리트 기둥의 3차원 유한요소 모델링을 통해 콘크리트 기둥 단면의 균열에 대한 철근의 부식과 하중의 영향을 해석적으로 분석했다. 철근 부식에 대한 콘크리트 계면 공극의 완충 효과를 반영했으며, 철근의 부식과정은 표면 하중을 통해 그 직경을 점진적으로 확장시킴으로써 구현했다. 이러한 변수들을 통한 해석적 접근을 통해 단면균열에 대한 (1) 기하학적 조건으로 대변되는 단면에서의 위치와 (2) 경계조건으로 대변되는 축방향 하중과 철근 부식량의 영향성을 분석했다. 철근-콘크리트 계면 균열은 계면 공극을 압도적으로 넘어서는 양의 부식이 진행된 조건에서 압축변형에 의해 발생됐으며, 기둥 표면의 균열은 축하중에 의한 인장변형으로 발생되며, 표면에서 발생된 균열은 기둥 단면의 내부로 발달됐다. 인장변형에 의한 계면균열은 축하중에 의존적이었으며, 단면의 피복부 균열 보다 선행적으로 발생됐다. 또한 축하중은 압축변형에 의해 발생되는 계면 균열의 분포와 속도에 영향을 미쳤으며, 인장 변형에 의한 균열에 지배적인 영향을 미쳤다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.589-597
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• 2010

강구조물의 점검시 피로균열이 발견되는 경우에는 보수 보강 시행의 결정과 구조물의 점검주기 결정을 위한 균열의 현재 상태평가와 앞으로의 균열진행 정도에 대한 정량적인 예측이 요구된다. 피로균열에 대한 손상도 평가는 파괴역학 파라미터를 이용한 균열진전속도와 취성파단의 여부 결정이 대표적인 방법으로 파괴역학에 관한 전문적인 지식과 함께 수치해석 프로그램의 활용능력이 필요하다. 이에, 본 연구에서는 피로손상도 평가 방법에 관한 다양성을 확보하고, 파괴역학에 대한 전문적인 지식이 없는 기술자가 피로균열에 의한 강구조물의 손상도를 간편하게 평가 할 수 있는 방법을 개발하기 위한 첫 단계로, 관통균열 시험편을 이용한 균열진전시험을 실시하였다. 그리고 피로균열 표면으로부터 측정된 COD(Crack Opening Displacement)의 크기와 측정위치를 이용하여, 균열진전속도를 추정하기 위한 파라미터를 도출하고, 그 타당성을 분석하였다. 그리고 관통균열이 있는 시험편의 형상, 응력범위, 그리고 응력비에 상관없이 COD를 이용하여 피로균열진전속도를 추정할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.229-238
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• 2009

본 연구에서는 콘크리트지하차도 시공 시 수화열에 의한 열응력 분포 특성을 분석하여 시공 재료와 시공 과정에 따른 균열 발생 여부를 분석하여 설계 시에 균열을 억제할 수 있는 재료 특성과 시공 단계를 제시하는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 분석을 위해 열전달 이론을 도입하여 지하차도의 3차원 유한요소해석 모델을 개발하여 구조해석을 수행하였다. 1회 타설하는 콘크리트 부재의 부피가 지나치게 크면 매스콘크리트가 되기 때문에 수화열에 의한 균열이 발생하기 쉬우며 이러한 균열을 억제할 수 있는 방법으로는 크게 시공 단계를 적절하게 배치하는 것과 또는 이러한 균열을 방지 할 수 있도록 재료 특성을 바꾸어 시공하는 것으로 구분할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 위해 콘크리트 재료 성질의 시간에 따른 변화 특성 시멘트 종류 및 첨가제 유무에 따른 수화열 발생 특성, 시공 단계에 따른 구조물의 크기, 외부 환경조건 등을 고려하여 분석을 수행하였다.

• 한국가스학회지
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• 제4권1호
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• pp.55-62
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• 2000

Pit형 표면결함으로부터 발생하는 작은 피로균열의 거동을 초음파의 표면파를 이용하여 이를 위하여 피로시험중인 Al 2024-T3를 시험재료, 피로시험도중 초음파를 이용하여 피로균열의 거동을 조사하였다. 즉, 피로시험에서 균열이나 Pit로부터 발생하는 작은 피로균열을 여러 응력조건하에서 나타나는 표면파의 반사특성에 관하여 연구하였다. 또한 이론적 결과와 실험적 결과를 상호 비교, 분석하였고, SEM을 사용하여 이들 작은 피로균열을 관찰하였다. 초음파를 이용한 피로균열의 균열 개구 거동에 관한 연구에서 피로균열의 유효균열 특성을 초음파법으로 평가 할 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.23-32
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• 2001

암석은 지질학적 생성과정으로 인해 많은 역학적 결함을 포함하고 있으며 이러한 결함 사이에는 암석 브릿지가 존재하게 된다. 이러한 암석 브릿지에서의 균열의 전파 및 결합(coalescence)과정은 터널의 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 단축압축 하에서 균열의 형상변화에 따른 암석 브릿지에서의 균열의 개시, 전파 및 결합거동 변화를 강화석고의 일종인 Diastone과 여산 대리석 시료에 대해 알아보았다. 하중을 가하면서 날개형 균열 개시응력, 날개형 균열 전파각도, 균열결합 응력을 측정하였으며, 전단, 인장, 혼합형의 3가지 균열결합 유형이 나타났다. 또한, 정규화된 최대강도(normalized peak strength)를 구하여 Ashby & Hallam 모형(1986)의 이론해와 비교, 분석하였다.