• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.39-50
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• 2001

본 연구에서는 지오그리드로 보강된 도로제방 사면에 대해 한계평형해석에 근거한 보강사면해석 프로그램인 RSS를 이용하여 보강길이와 간격의 변화에 따른 사면의 안전율 변화를 살펴보았다. 해석결과 비보강시 기준안전율을 만족하지 못하는 사면에서 보강재길이의 증가에 따라 비보강사면에 비해 최대 50~150%의 안전율이 증가되었으며 보강길이를 증가시켜도 안전율의 추가상승이 없는 한계길이를 확인하였다. 또한 동일 가상보강단면에 대하여 범용프로그램인 FLAC을 이용하여 유한차분해석을 실시하여 안정성이 확보된 사면에 발생하는 수평변위, 수평응력, 보강재의 인장력을 산출하여 보강길이의 추가적인 증가에 의한 효과를 알아보았다. 해석결과, 파괴형태는 선단파괴 또는 사면내 파괴로 나타났으며 안정성을 확보한 상태에서는 한계평형해석결과와 동일하게 보강길이의 추가적인 증가에 의한 안정성 증대효과는 미미한 것으로 나타났다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.165-165
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• 2011

내진 설계규정이 적용되기 이전에 시공되어 사용 중인 교량의 경우 지진 발생시 교각의 파괴 또는 구조적 피해는 교량 전체 시스템의 붕괴를 초래하므로 지진하중에 대하여 피해를 최소화해야 한다. 이를 위해 내진설계규정이 적용되기 이전의 교량 또는 지진취약지역으로 분류된 곳의 교량, 사회적 중요도가 높은 교량에 대해 교각의 내진성능보강을 실시하고 있다. 2007년 말 국토해양부가 관리하고 있는 11,940개 교량 중 지진 발생시 피해가 우려되는 1,342개(일반국도 682개, 고속국도 600개) 교량에 대해 2006년부터 내진보강이 착수되었고 2009년에는 확대 추진하여 일반국도 80개교, 고속국도 100개교에 대한 보강을 실시하였다. 이와 같이 확대 추진되고 있는 정책에 반해, 내진보강 기술 및 제품이 부족하고 새로운 내진보강재 개발이 불가피해지고 있는 것이 현실이다. 소성영역에서의 횡방향 철근은 지진 시 종방향 철근의 좌굴과 콘크리트의 압축강도저하를 방지하며, 전단보강철근으로도 중요한 역할을 하여 교각의 전단강도를 증가시킨다. 그러나 이러한 횡방향 철근은 초기 설계에 의한 시공이 종료된 후 기존의 성능을 증가시키기 위하여 철근량을 증가하거나 단면의 변화를 주기에는 매우 어려운 일이다. 따라서 내진성능을 위한 단면력 증가를 위하여 다양한 재료의 보강재와 형식이 사용되고 있다. 본 연구에서는 원형교각 모델의 구조해석을 이용해 내진성능평가를 선행한 후 실험체를 제작, Helical Bar를 보강하여 준정적 실험을 통해 내진보강성능을 평가하였다. 압축설계강도 $f_{ck}=240kgf/cm^2$를 기준으로 교량등급 2등교인 일반적인 도로교의 1/4축소모형을 설계, 기초부는 $1,200{\times}600{\times}600$ (mm)으로 철근과 콘크리트로 구성하였으며, 기둥부는 직경 400mm, 높이 1,250mm 크기의 철근콘크리트 원형 교각 실험체를 제작하였다. 제작된 실험체는 총 3개로, 분류는 무보강 일반 실험체, Helical Bar 직경에 따른 분류, 보강간격에 따른 분류로 나누어진다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권5호
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• pp.119-126
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• 2022

본 연구는 내진설계가 되어 있지 않은 필로티 건축물의 부족한 횡력을 보강할 수 있는 외부부착형 내진보강공법(Binding Column Method, BCM)을 제안하였다. 또한, 제안된 내진보강공법을 대상으로 보강실험체 4개, 기준 실험체 1개를 제작하여 반복가력 실험을 통하여 보강 전·후의 내진성능향상 효과를 검토하였다. 실험 결과, 기준 실험체(SC1)는 급격한 강도저하와 함께 취성적인 전단파괴의 양상을 나타낸 반면, BCM 공법을 적용한 실험체(SC2, SC3, SC4, SC5)는 강도 및 강성의 증가와 함께 에너지 흡수 능력이 큰 타원형의 이력특성을 나타내었다. 또한, 간격이 좁고 토크가 크며, L자형 강판의 두께가 두꺼울수록 보강효과가 향상됨을 알 수 있다. BCM공법 중 전단보강간격이 작고, 조임력 값이 크며, 연결철물이 두꺼운 SC4실험체가 가장 뛰어난 내진성능보강 효과를 나타내었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.9-18
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• 2010

토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성을 규명하기 위하여 일련의 모형실험을 실시하였다. 모형토조에 단독캡 말뚝을 설치하고, 토목섬유를 포설한 후 성토를 실시하였다. 연약지반 대체재료로서 스펀지고무를 사용하였다. 실험결과 성토지지말뚝시스템의 효율은 일정한 말뚝간격비에서는 성토고가 증가할수록 비선형적으로 증가하여 이후 일정한 값에 수렴하는 경향을 나타내었다. 또한 성토고가 일정한 조건에서는 말뚝간격비가 증가할수록 효율의 크기는 감소하였다. 토목섬유를 보강한 경우, 무보강시와 비교하여 말뚝으로 전이되는 하중이 증가하는 것으로 나타났다. 이는 토목섬유의 보강이 연약지반의 거동을 억지하는데 효과가 있음을 나타내는 것이다. 결국 토목섬유보강 성토지지말뚝시스템에서의 하중전이 특성은 말뚝캡 설치간격, 성토고, 지반의 강도정수 및 토목섬유 강성 등에 복합적으로 영향을 받음을 알 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.65-74
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• 2009

이형철근의 부식이 우려되는 경우, GFRP 보강근의 사용이 사용될 수 있다. 이 연구에서는 GFRP 보강근으로 보강된 총 36개 보 및 일방향 슬래브의 휨 실험을 수행하였다. 4종의 GFRP 보강근을 실험에 사용하였고, 보강근 직경은 13 mm이었다. 대부분의 실험체의 보강근은 중앙부에서 겹침이음되었다. 모든 보 및 슬래브는 4점재하 되었으므로, 이음부는 균일한 모멘트를 받도록 계획하였다. 실험변수는 이음길이, 피복두께 및 보강근 간격이었다. 보수적으로 부착강도를 평가하기 위하여 이음부에는 스터럽을 사용하지 않았다. 실험결과 보강근과 콘크리트 간 발생한 부착응력을 비선형 단면해석을 통하여 결정하였다. 2변수 선형 회귀분석을 사용하여 평균부착강도의 예측식을 유도하였다. 5% 분위수 개념을 사용하여 이음길이 설계식을 제안하였다. 이 연구의 결과로 이론적인 이음길이 설계식이 제안되었으며 결과를 ACI 440 정착설계식과 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권2호
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• pp.1-12
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• 2017

본 연구에서는 대골형 파형강판 합성부재의 구성요소를 고강도 재료로 대체하고 이음방법, 전단보강방법 등 단면구성방법에 따른 단위부재의 휨거동을 분석하여 대골형 파형강판 합성부재 구조물의 장대화 및 적용범위확대를 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. GR40과 SS590 강재를 적용한 합성구조체의 휨실험 결과, SS590 파형강판을 적용한 경우 정모멘트 하중저항성능은 약 28%가 증가되는 것으로 확인되었으나 부모멘트 저항성능은 미미한 것으로 확인되었다. 볼트의 개수를 증가시킨 파형강판 이음방법의 정모멘트 및 부모멘트 저항성능증가율은 높지 않은 것으로 확인되었다. 이는 고강도 재료에 따른 볼트의 접합 특성(볼트중심에서 연단까지의 거리, 볼트중심간 간격 등)이 거동에 영향을 미쳤기 때문인 것으로 추정된다. 전단보강재 간격별 휨실험 결과, 보강재 간격이 감소할수록 정모멘트에 대한 하중저항성능, 부모멘트에 대한 변위저항성능이 향상되는 것으로 확인되었다. 전단보강재 형상별 휨실험결과, U형 보강재 적용에 따른 정 부모멘트 저항성능 증가율은 약 2%~7% 로 낮았다. 따라서 대골형 파형강판 합성부재의 휨성능증가에는 파형강판의 강종, 전단보강재 간격, 보강철근의 특성이 주요한 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.5-16
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• 2005

토목섬유로 보강된 성토지지말뚝공법은 기존 성토지지말뚝공법의 말뚝간격처리 및 말뚝캡 면적문제를 개선하며 효과적으로 지지력을 보강하고 특히 전체침하 및 부등침하 감소시킬 수 있는 공법으로 최근 활용이 증가하고 있다. 본 연구에서는 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝공법의 보강 및 아칭효과에 대하여 연구하기 위하여 지오그리드 보강유무, 말뚝간격변화에 따른 현장모형실험과 2차원 수치해석을 수행하였다. 수치해석적 연구는 범용 유한차분해석 프로그램인 FLAC 2-D를 사용하였으며, 지반-말뚝-지오그리드의 하중전달 메카니즘에 대하며 분석하였다. 지오그리드로 보강된 성토지지말뚝의 하중전달은 성토제체 내의 아칭효과, 지오그리드의 인장, 말뚝으로의 응력전이 등의 과정이 복합적으로 발생한다. 현장모형실험 및 수치해석연구 결과에 따르면 지오그리드의 보강에 따라 아칭효과는 미소하게 감소하지만, 부등침하는 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 또한, D/b=3(D: 말뚝캡 간격, b: 말뚝직경)일때 무보강 지반에 비하여 $40\%$의 침하가 감소하며, D/b=6이상일 경우는 지오그리드에 의한 하중전이가 발생하지 않아 보강효과가 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.348-361
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• 1991

사질토 지반위에 놓인 띠기초에 뿌리말뚝을 사용하여 지반 보강할 때, 보강효과는 말뚝의 길이와 개수, 단면적, 근입 각도, 배치 간격, 탄성 계수, 흙과 말뚝과의 마찰계수 등에 영향을 받는다. 흙에서의 보강재의 작용은 인장력을 받는 것이 아니라 한 방향의 법선 병형률 속도를 감소시키거나 억제하는 것이다. R. H. Bassett와 N. C. Last는 속도특성곡선에서 변형률 속도가 인장이 되는 최소 주변형률 속도방향을 따라 보강재를 배치하는 것이 효과적이라고 하였다. 이 제안을 토대로 말뚝의 길이와 개수, 단면적, 근입각도, 배치 간격, 탄성계수 등을 변화시켜가며 2차원 유한요소해석을 실시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.239-249
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• 2011

섬유보강 콘크리트를 이용하여 도로 포장의 기층을 형성하고 그 위에 아스팔트 또는 콘크리트로 표층을 구성함으로써 기능적인 측면과 구조적인 측면 모두에서 우수한 공용성을 발휘할 수 있는 복합포장 공법을 개발하기 위한 기초 연구로써 본 연구에서는 섬유보강 콘크리트 기층이 환경하중을 받을 때의 거동을 수치 해석을 통해 중점적으로 분석하였다. 이를 위해 2차원 유한요소해석 모델을 개발하였으며 이러한 모델을 사용하여 기층 슬래브 두께, 열팽창계수, 탄성계수, 인장 및 압축강도 등의 변수에 대하여 민감도 분석을 수행하였다. 기층의 거동으로는 균열간격과 균열틈 등 균열 특성을 선정하였다. 수치 해석 결과 고려한 변수가 균열간격 및 균열틈에 미치는 일반적인 영향을 파악할 수 있었으며, 기층 거동에 민감한 영향을 미치는 인자를 선정할 수 있었다. 이러한 결과는 표층 재료와 적절히 조합될 수 있는 섬유보강 콘크리트 기층의 재료 특성을 결정하는 기반이 될 것이다.

• 토지주택연구
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• 제6권1호
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• pp.11-19
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• 2015

이 논문에서는 최근 강화된 내진규정에 의하여 현장에서 시공에 어려움을 겪고 있는 특수전단벽의 배근상세를 완화할 목적으로 제안된 경계요소 횡보강상세에 대하여 횡보강근의 형태와 배근간격에 따른 실험결과를 제시하고 있다. 실험결과, 제안된 횡보강 상세를 채용한 실험체의 균열 및 파괴양상은 폐쇄형 후프를 사용한 실험체와 유사한 경향을 나타내었으며, 최대강도도 예상값을 모두 상회하는 것으로 나타났다. 또한, 에너지 소산능력을 비교한 결과, 완화된 배근상세를 따르는 실험체(SSWR2)의 경우 기존 설계기준의 특수전단벽 실험체(SSW2)와 유사한 내진성능을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 설계기준에서 제시하고 있는 1.5% 수준의 변형각 조건을 충분히 만족하고 있어 구조물의 주요 횡력저항 요소로서 사용될 수 있을 것으로 판단된다.