• 화약ㆍ발파
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• 제39권1호
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• pp.10-21
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• 2021

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료는 재료에 동하중이 가해질 때에는 큰 변형률속도 의존성을 보인다. 이는 취성재료의 역학적 성질이 하중속도에 따라 크게 변화할 수 있음을 의미한다. 이런 성질 때문에 취성재료의 변형률속도 의존성은 발파공학이나 암석동역학 문제를 풀 때 반드시 고려해야 할 중요한 사항들 중의 하나이다. 하지만 불행하게도 국내의 경우, 암석이나 여타의 취성재료들의 동적물성을 특성화하는 연구들은 아직 미진한 상태에 있다. 본 연구에서는 거창 화강암과 고강도 콘크리트 시편의 동적특성을 파악하기 위해 홉킨슨 압력봉을 이용하여 동적 인장시험을 실시하였다. 시험방법으로는 ISRM이 제안한 동적 압열시험과 박리시험을 채택하였다. 일반적으로, 고변형률속도 하에서는 후자의 방법이 더 우수한 것으로 알려져 있다. 이들 두 종류의 시험을 실시한 결과, 시편들의 동적 인장강도가 거의 비슷하게 나타났다. 하지만 저자들은 애초에 시험방법에 따라 측정강도가 상이할 것으로 예상했었다. 따라서 서로 다른 방법을 적용했음에도 측정 강도가 비슷하게 나타난 것은 오히려 시험과정에서 어떤 오류가 개입된 것으로도 볼 수 있으므로 후속연구를 통해 이 부분에 대해 상세조사를 수행할 예정이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.15-22
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• 2003

강관 내부 속채움한 현장타설말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝 구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관 내부 속채움한 현장타설말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 본 연구에서는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험을 통하여 탄성계수를 구하고 강재와 콘크리트의 변형률을 각각 측정할 수 있는 변형봉 센서를 이용하여 새로운 말뚝축하중 측정 방법을 제안하였다. 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하였으며, (0.2-0.6)$f_{ck}$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하였다. 세 개의 현장타설말뚝에 대해 수행된 하중전이 측정 실험 결과를 이용하여 현장 적용성을 확인하였다. 변형봉 센서의 적용성은 대구경 현장타설말뚝에 대한 축하중 분포도를 통하여 확인하였는데, 말뚝머리에서 계산된 하중은 강관 내부속채움한 현장타설말뚝의 경우 실제작용하중에 비하여 -11∼-16% 오차를 나타내었으며, 현장타설 철근콘크리트말뚝의 경우 3.4% 오차를 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제12권3호
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• pp.158-170
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• 2002

Shi가 개발한 불연속 변형 해석은 많은 발전이 있었지만 지금까지의 해석이 모두 평면변형률이나 평면응력을 가정한 이차원으로 이루어진 해석이다. 하지만 불연속면이 기본적으로 삼차원을 형성하므로 이차원으로 해석하는데는 한계가 있다. 삼차원의 불연속면이 안정성에 큰 영향을 미치는 사면, 지하 비축기지 등의 설계에서는 삼차원 해석에 대한 연구가 필요하다. 이에 이 연구에서는 기존 Shi가 개발한 이차원 불연속 변형 해석을 삼차원 불연속 변형 해석의 이론으로 확장하고 프로그램을 개발하여 실제 블록에 적용함으로써 개발된 이론과 프로그램의 타당성을 검증하였다. 개발한 프로그램을 이용하여 일정한 경사를 가진 블록의 미끄러짐과 쐐기의 미끄러짐을 해석하여 이론값과 정확히 일치하는 결과를 얻었다. 삼차원 이론확장과 검증을 바탕으로 향후 보다 많은 숫자의 블록에 적용하면서 해석을 할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.35-47
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• 2003

내부를 콘크리트로 속채움한 강관합성말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관합성말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 따라서, 강관합성말뚝의 경우 각 구성부재의 변형률을 측정할 필요성이 제기되었다. 본 연구에서는 강관합성말뚝의 구성부재인 강재와 콘크리트의 변형률을 측정하는데 사용할 수 있도록 개발된 변형봉 센서에 대한 검증실험을 수행하였다 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하도록 제안하였다. 즉, (0.2∼0.6)f$_ck$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하도록 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.65-74
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• 2016

본 연구는 폭발하중을 받는 보강판으로 구성된 방폭벽 구조에 대하여 유한요소 동적해석을 수행하였다. 수치 시뮬레이션은 서로 다른 재료로 구성된 경우에 대하여 비교 검증하였으며, 폭발 시뮬레이션 데이터를 기반으로 폭발하중에 대한 방폭벽의 동적거동을 상세 규명하였다. 충격흡수력이 좋은 고망간 강재로 구성된 방폭벽의 경우 충격에 대한 성능이 상대적으로 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 LS-DYNA 프로그램을 적용하여 유한요소 충격해석을 수행하였으며, 고속 변형률 속도 효과를 추가로 고려하여 고망간 강재로 보강된 방폭벽에 대하여 확장하였다. 다양한 매개변수를 적용한 수치해석 결과는 폭발 시뮬레이션으로부터 보강된 방폭벽 구조의 동적 효과를 비교 분석하여 서로 다른 재료의 적용효과를 보여준다.

• 한국재료학회지
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• 제2권5호
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• pp.343-352
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• 1992

고온 압축 시험을 이용하여 열간 단조용 비조질강의 고온 변형 거동을 온도, 변형률속도, 합금원소에 따라 조사하였다. 고온 압축 시험에서 얻은 유동 응력 곡선의 형태와 조직관찰로부터 고온 변형 기구는 동적 재결정임을 알 수 있었다. 최대응력에 이르는 변형률은 온도가 증가할수록 작아지고 변형률속도가 빠를수록 크게 나타났다. Nb-V-Mo강은 Nb-V강에 비하여 최대응력은 증가하였으나 동적 재결정은 빨라졌다. 1.2Mn-0.09Nb강은 1.0Mn-0.05Nb강에 비하여 최대응력은 증가하였으나 동적재결정은 지연되었다. C-Nb-V강은 C강에 비하여 최대응력이 증가하였으며 동적 재결정은 지연되었다. 열간변형에 대한 구성방정식은 멱수법칙의 형태를 가졌다. Zener-Hollomon 파라미터가 증가할수록 동적 재결정립은 미세해졌고, 동적 재결정립과 Zener-Hollomon 파라미터와의 관계는 멱수법칙으로 정량화할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.175-181
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• 2010

평형트러스모델, Mohr적합트러스모델, 그리고 연성트러스모델은 회전각에 기초하기 때문에 회전각모델이라 불리 운다. 이러한 회전각모델들은 콘크리트기여도를 예측할 수 없는 단점이 있다. 콘크리트 기여 성분을 계산할 수 있는 MCFT(Modified Compression Field Theory)나 RA-STM(Rotating Angle-Softening Truss Model) 같은 최근 트러스모델(Modern Truss Model, MTM)은 균열이 발생한 철근콘크리트요소를 연속체 재료로 취급한다. 또한 MTM은 평형조건과 적합조건 그리고 2축 상태에서 콘크리트의 연성 응력-변형률 관계를 이용하여 비선형해석을 수행하고 있다. 본 연구는 전단응력-변형률의 전체 이력 상태를 모두 계산하지 않고, 철근항복과 스트럿 압괴(crushing failure) 파괴기준을 이용하여 해를 찾는 방법으로 수렴속도를 개선한 것이다. 이 알고리즘을 이용하여 Hsu가 실험한 9개의 전단응력-변형률 자료를 분석하였다.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.196-200
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• 2022

Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB)은 일반적으로 금속 또는 복합 소재와 같은 고강성 재료의 높은 변형률 속도하에서의 기계적 물성을 평가하기 위해 사용되어왔다. 그러나, 시편이 연한 플라스틱 소재의 경우, 시편 고정 및 형상, 동적 응력 평형 도달, 약한 전달 신호 측정으로 어려운 부분이 있다. 본 연구에서는 연성 플라스틱 재질의 고속 인장 응력-변형률 거동을 측정하기 위하여 입력봉의 재질, 홀더 및 시편의 형상 변경 등 SHPB 장비를 개선 설계하였다. 결과적으로 SHPB에서 인장 응력과 변형에 대한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 SHPB에서 얻은 변형률 데이터의 검증을 위해 시편을 초고속카메라로 촬영하여 DIC 기법을 통해 얻은 변형률 데이터와 비교 진행하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.195-200
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• 2006

실내실험을 통해 미고결 셰일의 압밀은 시간 의존적 비복원 점성변형임을 보였다. 점소성 이론과 Cam-clay 이론을 접목하여 미고결 셰일의 구성방정식이 동항복/정항복면의 크기에 대한 지수함수의 형태로 주어짐을 보였으며 이를 통해 크립 변형은 시간에 대한 로그함수의 형태로 구해짐을 보였다. 실험자료와 이론을 비교하여 구성방정식의 물질상수를 규명한 결과 셰일의 항복점은 변형속도가 10배 증가함에 따라 약 6%의 증가하는 것으로 나타났으며 이는 실내 변형속도 조건에서 규명한 셰일의 물성(항복점, 공극률)을 실제 현장 변형속도 조건에 적용시에 상당한 오차를 유발할 수 있음을 시사한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.77-84
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• 2021

이 연구에서는 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일에 대한 휨실험을 수행하였으며, 실험의 주요 변수는 길이 방향 철근비와 PHC 파일 중공 내부 표면에 형성된 슬러지 유무로 설정하였다. 총 6개의 PHC 파일 실험체를 제작하였으며, 실험체들의 파괴모드, 균열패턴, 단면내 길이방향 변형률 분포, PHC 파일과 속채움 콘크리트 사이에 발생된 단부 슬립을 상세히 계측하고 분석하였다. 실험결과, 길이방향 철근비가 증가할수록 휨 강성 및 강도가 증가하는 것으로 나타났으며, PHC 파일 내부 표면에 형성된 슬러지는 실험체의 휨성능에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 실험적 연구와 더불어 이 연구에서는 변형률 적합조건, PHC 파일과 속채움 콘크리트 단면내 변형률 및 응력 분포를 고려한 비선형 휨해석 모델을 제안하였으며, 해석결과를 실험결과와 비교하여 제안모델의 합리성을 검증하였다. 그 결과, 제안모델은 속채움 콘크리트와 길이방향 철근으로 보강된 PHC 파일의 휨거동을 매우 우수한 정확도로 평가하는 것으로 나타났다.