• 한국지반공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.103-113
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• 2000

기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.811-819
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• 2019

2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권6호
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• pp.681-690
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• 2000

최근, 장스팬 구조물이 많이 요구되어지고 있다. 그로인하여 지진하중 및 풍하중에 의한 바닥의 진동방지 및 과대변형을 억제하기 위하여 강성을 증대시킬 필요가 있다. 이러한 목적으로, 철골의 단부를 철근콘크리트로 보강하는 것이 효과적이다. 이러한 유효 보강 방법을 실현하기 위해서는 철골 부분과 철골 단부를 철근콘크리트로 보강한 부분 사이의 경계부에서 원활한 응력전달이 이루어져야 한다. 따라서 원활한 응력전달을 위하여 그 경계부에 정착판을 설치하였다. 본 연구는 기존 실험을 기초로 한 수치해석을 통하여 유효 응력 전달 방법을 평가한 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권6호통권79호
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• pp.717-726
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• 2005

본 연구에서는 중심 축하중을 받는 H형강 기둥의 베이스플레이트의 지압응력의 분포와 설계에 대하여 조사하였다. 일반적으로 강구조 기둥의 베이스플레이트는 지압응력이 등분포하다고 가정하고 그 크기와 두께를 결정한다. 그러나 중심 축하중이 적으면 베이스플레이트의 크기도 작아지고 두께도 얇아지며 지압응력은 등분포하게 되지 않으며 기둥단면의 하부에 집중된다. 본 연구에서는 실험적 방법과 해석적 방법으로 지압응력의 분포에 대하여 조사하고 그 결과를 이용하여 설계법을 검토하였다. 7개의 H형강 기둥 베이스플레이트 시험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한 유한요소해석프로그램인 ANSYS를 이용하여 베이스플레이트의 지압응력의 분포를 해석하였다. 연구결과 지압응력은 기둥단면의 하부에 집중되고 등분포하지 않아 강구조 한계상태 설계기준에서의 등분포한 지압응력의 가정은 적정치 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.405-412
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• 2013

본 논문은 크리프 파단 수명평가에 주요인자인 정상상태 크리프 응력을 직관 용접부에 대해 정량화한다. 모재와 용접부의 크리프 특성 불균일이 응력에 미치는 영향을 체계적으로 분석하기 위해, 다양한 용접부 불균일에 대해 이차원 유한요소 크리프 탄성해석을 수행하였다. 용접부는 열영향부를 고려하였으며 각각의 재료는 이상화된 탄성-멱 크리프 법칙을 따른다고 가정하였다. 하중에 따른 영향을 보기 위해 내압과 인장하중에 대해 연구를 수행하였다. 용접부 크리프 응력의 정량화를 위해 크리프 불균일 지수를 도입하였으며, 무차원화된 단면평균응력과 선형적인 관계를 확인하였다. 불균일 지수로 정량화한 응력과 Type IV 영역을 모사한 용접부의 유한요소해석 결과 및 영국전력의 R5 문헌값의 비교를 통해 연구결과의 유효성을 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.17-31
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• 2011

본 연구에서는 흙막이 굴착 공사시 지하수저하에 의한 주변 지반의 공학적 거동에 관한 수치해석 연구내용을 다루었다. 먼저 2차원 간극수압-응력 연계해석을 통하여 굴착공사가 지반침하 거동에 미지는 영향을 알아보았으며 그 결과를 토대로 벽체 수평변형, 벽체배변 변형, 소성변형률 분포, 유효응력분포 및 버팀보 축력분포 등을 분석을 수행하였다. 한편 다양한 지층조건과 초기 지하수위 조건에 대한 매개변수 연구를 통하여 주변지반 및 버팀보의 거동을 분석하였으며 해석 결과를 토대로 특정조건의 최대 지반변형범위를 제안하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제41권6호
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• pp.84-90
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• 2004

For the precise assessment of the effect of welding residual stresses on structural strength and fatigue crack growth behavior, new FE analysis algorithms for the estimation of residual stress relaxation due to external load and redistribution due to fatigue crack propagation were proposed in this paper. Initial welding residual stress field was obtained by thermal elasto-plastic analysis considering temperature dependent material properties, and the amount of residual stress relaxation and redistribution were assessed by subsequent elasto-plastic analysis In the analysis of fatigue crack propagation, the applied SIF(Stress Intensity Factor) range was evaluated by $\frac{1}{4}$-point displacement extrapolation method, and the effect of welding residual stresses on crack propagation was considered by introducing the effective SIF concept. The test results of crack propagations were compared with the predicted data obtained by the analysis.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.131-142
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• 1997

본 논문에서는 4차 손상유효 tensor를 이용하여 유한 탄소성변형에 대한 운동학적인 손상해석이 소개된다. 이는 뼈대구조에서의 연속체 손상역학의 유효응력개념을 통하여 이루어진다. 소규모 변형율상태에만 적용할 수 있는 등가변형율 혹은 에너지법과는 달리 제안된 운동학적인 방법은 유효변형율과 유한변형율에 적용할 수 있는 소규모 변형상태에 있어서의 손상탄소성변형율 사이의 관계를 제공한다. 이는 실제 형상과 가상의 유효형상 모두에 대한 변형장의 운동학을 직접 고려하여 수행된다. 이 방법은 등가변형율이나 변형율 에너지 경우처럼 소규모 변형율에 한정되지 않으며, 유한변형율에 대한 에너지등가의 가정과 일치함을 보여준다. 본 논문에서는 손상이 탄소성영역에서 운동학적으로 표현되며, 손상유효 tensor는 2차 손상 tensor를 통해 손상을 운동학적 측정값이 항으로 특징지워진다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권2A호
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• pp.243-247
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• 2008

본 연구에서는 수정유효탄성계수법에 근거하여 2축 휨과 축력을 동시에 받는 경우에 콘크리트의 크리프와 건조수축을 고려한 철근콘크리트 보의 효율적이고 합리적인 단면해석 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 재령보정계수와 선형 크리프 이론을 이용하였으며, 응력의 분포를 평형조건으로부터 유도하였다. 제안된 방법을 사용하여 직사각형 단면에 대한 예제해석을 수행하였으며 직사각형 단면에서 변형도의 변화와 응력의 변화를 검토하였다.