• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.295-306
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• 2010

암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률($10^{-4}{\sim}0.5%$) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성 계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.39-46
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• 2000

본 논문에서는 배수재가 설치된 구역과 설치되지 않은 구역으로 구성된 Olga-C 시험성토지반의 변형률속도 의존적인 압밀거동을 서술하였다. 배수재가 설치된 지반이 압밀거동에 대한 변형률속도의 영향을 해석하기 위하여 응력-변형률-변형률 속도의 관계식(v-$\varepsilon$v- v)을 이용한 축대칭 비선형 점소성 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 실험실과 현장의 변형률속도 차이뿐만 아니라 간극수압의 소산과 생성의 복합적인 압밀과정을 고려할 수 있다. 연직 및 반경방향의 배수효과에 의해 배수재가 설치된 지반(Zone B)에서 유발되는 변형률 속도는 배수재가 설치되지 않은 연약지반 (Zone A)의 변형률 속도보다 크다. 유발된 변형률 속도의 영향으로 Zone B의 선행압밀하중도 Zone A에서 유발되는 선행압밀하중보다 크다. Olga-C 지역의 Zone A 에서는 응력완화효과가 유발되지만, Zone B에서는 응력완화효과가 유발 되지 않았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.17-28
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• 1999

본 연구에서는 자연점토의 압밀에 대한 변형률속도의 영향을 해석하기 위하여 비선형 점탄소성 모델을 제안하였다. 연약지반의 점소성 거동은 유일한 유효응력-변형률-변형률속도 (equation omitted)의 관계식으로부터 구할 수 있다. Berthierville 점토에 대한 크리프실험, 다단계 하중실험, Relaxation실험과 같은 실내실험결과와 수치해석결과를 비교하였다. 제안된 점탄소성 모델을 사용하여 자연점토의 압밀거동을 비교적 정확히 예측할 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.558-566
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• 2009

암석의 시간 의존적 거동은 기본적인 역학적 특성으로서 시간 의존적으로 거동을 분석하여 암반구조물의 파괴시간을 예측하는 것은 매우 중요하다. Voight가 제안한 재료 파괴 예측식($\ddot{\Omega}=A\dot{\Omega}^\alpha$, 여기서 $\Omega$는 변형률이나 변위와 같은 측정 가능한 물리량이고 A & $\alpha$는 상수이다)을 이용하여 터널, 사면 및 실내 크리프 시험으로부터 측정된 변위나 변형률로부터 파괴시간을 예측하고자 하였다. Voight식을 1차 및 2차 적분하여 구한 변위속도 및 변위식에 비선형최소자승법을 적용하여 A & $\alpha$를 구하였으며 이들 상수는 파괴시간을 예측하는데 사용되었다. 예측된 파괴시간은 실제 파괴시간과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 크리프 변형률과 변형률속도에 선형역속도법을 적용하여 구한 예측 파괴시간은 변형률과 변형률속도를 이용하여 구한 파괴시간보다 오차가 큰 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.171-184
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• 1999

이 논문은 시공단계를 고려한 콘크리트 프레임 구조물의 거동 해석을 다루고 있다. 고층건물의 경우 하루에 시공이 완료되지 않으므로 각 시공단계에 따라 콘크리트의 시간의존적 현상은 다르게 발생된다. 이를 위하여 이 논문에서는 일반적인 프레임 해석기법에 콘크리트의 시간의존적 특성을 고려하였다. 이 연구에 도입된 해석기법은 단면을 가상의 층으로 나누고 각층은 일축상태로 가정한 적층단면을 사용하였다. 요소는 평면 보요소를 사용하였으며 강성행렬은 변위법을 바탕으로 유도하였고 전체적인 구조해석은 비선형 구조해석 방법의 하나인 복합법을 사용하였다. 콘크리트의 시간의존적 특성을 고려하기 위하여 단면의 각 층에서 크리프와 건조수축에 의한 변형률을 계산하였으며 크리프는 크리프 Compliance의 전개에 기본을 둔 1차 순환적 단계 알고리즘을 사용하였다. 끝으로 이 연구에서 제안된 해석모델을 이용하여 프레임해석 및 기둥축소에 관한 예제를 해석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권2호
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• pp.151-162
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• 2022

스마트 건설 기술의 도입으로 공장에서 일괄 대량생산이 가능한 프리팹 부재에 대한 관심이 높아졌다. 프리팹 프리스트레스 콘크리트 거더는 가설시 프리팹 바닥판과의 정합성을 위해 제작부터 가설 전 단계까지 거더의 형상관리가 중요하다. 이 연구에서는 프리팹 거더의 상연 및 하연에 병치된 변형률 측정치를 이용한 캠버 재구성 기법을 제시한다. 특히, 긴장력 도입 이후 가설 전까지 콘크리트의 시간 의존적 거동이 고려된 변형률 데이터에 대해 캠버 재구성 기법을 적용한다. 몬테카를로 수치 모사를 통해 제한된 센서의 개수, 계측 오차 그리고 비선형적 시간 의존적 거동들에 대해 재구성된 캠버의 통계적 정확도를 분석하고 타당성을 검증한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.77-86
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• 1997

최근들어 안전하고 합리적인 구조를 설계하기 위하여 구조물의 내충돌 또는 내충격에 대한 요구와 관심이 높아지고 있는데, 이러한 문제들은 아주 짧은 시간동안에 대변형이 일어나는 비선형문제라는 특징이 있다. 구조재료는 변형속도가 빨라짐에 따라 정적인 범주에서 보이는 거동과는 달리 변형률 의존적인 거동을 보인다. 따라서 대변형 소성문제인 충돌해석 등에는 종래 사용하여 온 변형률 비의존 재료구성방정식으로는 한계가 있다. 이 논문에서는 이러한 점을 개선하기 위하여 연강의 소성거동을 잘 나타낼 수 있는 소성슬립모델을 채용하고, 비선형경화를 도입하여 변형도 적용범위를 확장한 대변형 탄소성 변형률의존 재료구성방정식을 제시하였다. 본 구성방정식의 특징으로 항복조건과 하중조건이 필요없기 때문에 계산이 간편하며, 전위밀도와 속도로써 소성을 표현하기 때문에 보다 물리적인 의미를 가지고 금속재료의 소성현상을 나타낼 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권7호
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• pp.55-62
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• 2005

기초지반의 거동은 선형탄성이 아니며, 완전소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이며, 지반 물성은 하중조건 및 상태에 따라 상이한 값을 나타내게 된다. 기존 기초 지지력 산정방법의 대부분은 기초지반 특성치의 대표값을 적용하고 있어, 응력상태에 따른 지반특성의 변화를 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상재하중을 받는 얕은 기초를 대상으로 지반의 상태의존적 변화특성을 고려하며 현장시험결과인 콘지지력값들 적용할 수 있는 얕은 기초의 지지력 산정에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 상태의존적 응력-변형률 거동 모델을 적용한 비선형 유한요소해석과 콘지지력해석을 수행하였으며, 이를 토대로 콘지지력의 함수로 표시되는 얕은 기초의 지지력 산정방법을 제안하였다. 보다 일반화된 결과를 도출하기 위해 다양한 범위의 상대밀도, 기초의 근입심도 및 크기 등을 고려하여 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 통해 얻어진 하중-침하량 곡선을 토대로 콘지지력 값으로 정규화된 얕은 기초의 지지력값은 도출하였다. 상재하중이 적용된 지반에서 기초의 근입심도에 따른 정규화 극한 지지력의 차이는 비교적 작은 것으로 나타났으나, 상대밀도에 의한 차이는 큰 것으로 나타났으며, 상대밀도가 증가할수록 얕은 기초의 정규화 지지력은 감소하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.501-509
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• 2004

제안된 모델은 FRP 구속 콘크리트에 대한 압축거동 예측을 위한 것이다. FRP로 구속된 콘크리트의 모델링을 위하여, 3축 응력상태의 콘크리트 아탄성 구성관계를 제시하였다. FRP 구속에 따른 콘크리트 강도 증진은 3축 응력공간의 파괴기준에 따라 결정되며, 이에 대응하는 최대 압축변형률은 본 연구에서 제안된 변형률 증진계수로부터 결정된다. 따라서, 기존의 모델들이 하중단계에 관계없이 구속조건이 초기부터 파괴까지 일정하게 고려되는 반면에, 제안된 모델은 FRP로 구속된 콘크리트의 구속현상을 하중단계에 의존적인 비선형 관계로 제시하였다. FRP 층은 2차원의 적층된 복합재료의 해석에 기초하여 모델링되었다. 개발된 해석모델은 증분법에 의한 압축거동실험에 대한 해석을 수행할 수 있도록 하였다. FRP로 구속된 콘크리트 실린더의 대한 여러 연구자들의 실험 결과와 본 예측모델을 비교한 결과, 제안된 모델은 축방향 변형 뿐만 아니라 횡방향 변형을 포함하여 FRP 층으로 인한 콘크리트의 구속효과의 증진에 관한 거동 특성들을 잘 예측해 주었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1D호
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• pp.45-55
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• 2008

아스팔트 혼합물의 거동을 정확하게 예측하기 위하여 점탄소성 연속체 손상모형(이하 점탄소성 모형)을 개발하였다. 본 논문에서는 인장조건에서 점탄소성 모형의 개발과 4가지 혼합물(일반 밀입도, SBS, CR-TB, Terpolymer)을 이용한 모형의 검증과정을 다루고 있다. 모형 개발을 위해서 실내시험으로 측정한 아스팔트 혼합물의 전체 응답을 점탄성과 점소성 성분으로 구분하여 분석하였다. 점탄성 연속체 손상모형으로는 미세균열이 지배적인 상태에서 아스팔트 혼합물의 시간 의존적 거동을 해석하고, 고온 혹은 저속 하중 조건에서 발생한 영구변형(시간 종속과 비종속 성분을 모두 포함)은 점소성 모형으로 해석하였다. 변형률 분해 원리에 근거하여 각각의 모형을 통합하여 점탄소성 연속체 손상모형(VEPCD)을 개발하였다. 모형의 변수 결정을 위해서 직접인장시험을 수행하고 각각의 혼합물에 대한 선형 점탄성은 동탄성계수와 시간-온도 전이계수 그리고 위상각의 주곡선으로 정의하였다. 개발된 점탄소성 모형의 예측 성능을 평가하기 위하여 두 종류의 실내시험 실시하고 그 결과를 분석하였다 : 1) 단일 변형률 인장 시험, 2) 임의 하중조건을 모사한 피로 시험.