• 대한토목학회논문집
• /
• 제38권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2018

변형구속부재에서 발생하는 콘크리트 부재의 초기균열은 환경에 민감한 변수가 많아서 예측하기 힘들다. 본 연구에서는 벽체-기초부재에서 수화열에 의한 초기균열 발생 조건을 모사한 시편을 제작하고 자가변형과 자체유발응력을 측정하여 재료시험으로 예측하기 힘든 균열발생 가능성을 판단하는 방법을 제시하였다. 이를 위하여 먼저 전체 구조계의 환경조건을 고려한 부재의 수화열 해석으로 초기재령 콘크리트의 온도분포를 예측하고, 해석 결과와 같이 수화열이 전자제어되는 시편을 제작하였다. 초기재령 콘크리트의 자유변형을 측정하고 이를 보상하는 인장력을 가하여 균열을 유발하는 구속응력의 크기를 구하였다. 본 연구에서 제안한 실험적 방법은 측정값의 분산이 큰 초기재령 콘크리트의 재료시험에 의존하지 않고, 초기재령 콘크리트의 수화열에 의한 온도변화, 자기수축과 릴렉세이션에 의한 자유변형량 및 구속응력을 측정할 수 있으므로 초기 균열의 발생 여부를 보다 정확하게 예측할 수 있다. 본 연구의 방법은 대형 구조물의 시공에서 본격적인 콘크리트 타설 이전에 예비실험으로 적용하면 균열예측의 정도를 높일 수 있으므로 특히 유용하다.

• 암석학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.283-292
• /
• 2010

국보 제34호 창녕 술정리 동삼층석탑에는 다수의 수직, 수평, 대각선 균열이 발달하고 있으며, 일부 부재들이 떨어져 나감에 따라 이에 대한 보존처리가 시급한 실정이다. 이 석탑은 중립질이며 등립질 조직을 나타내는 담홍색의 흑운모 화강암을 석재로 사용하였다. 석재에 대한 전암대자율 측정결과 2~9(${\times}10^{-3}$ SI unit) 사이의 값을 가지며, 감마스펙트로미터 측정결과 K는 3~7%, eU는 8~19 ppm, eTh는 11~35 ppm의 범위를 가진다. 석탑이 위치한 인근 화왕산 일대에 분포하는 흑운모 화강암과 석탑의 석재에 대한 암석기재적 특징, 전암대자율 및 감마스펙트로미터 측정 자료를 비교 분석한 결과, 화왕산 서쪽 사면의 등립질 흑운모 화강암이 석탑부재와 가장 유사한 암석으로 판단된다. 석탑에는 수직, 수평 및 대각선 균열이 발달하고 있는데 주로 석탑 하부인 기단부와 1층 탑신을 이루는 부재들에 집중되어 나타난다. 석탑에 사용된 석재는 원래부터 리프트 결과 그레인 결의 방향으로 미세균열이 잘 발달된 암석으로 이 두 결이 균열성장과 그에 따른 손상을 야기한 것으로 판단된다. 수직 균열은 주 압축응력에 평행한 방향으로 석재의 미세균열이 성장한 결과로 해석되는 반면 수평 균열의 경우 주 압축응력에 대한 반발 인장력이 균열의 성장을 촉진시킨 것으로 해석할 수 있다. 한편, 상하 대각선 방향의 균열은 리프트 결과 그레인 결이 부분적으로 사교하면서 나타나는 양상으로 해석된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.9-15
• /
• 2004

아스팔트 혼합물의 균열 저항성은 일반적으로 인장 강도, 스티프니스와 같은 단일 물성치를 측정함으로써 평가된다. 그러나, 아스팔트 혼합물의 균열 성능을 평가함에 있어서 단일 물성치의 이용은 의문시되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 아스팔트 혼합물의 균열 저항성과 관련이 있는 주요 특성치를 좀 더 심도 있게 규명하고자 하였다. 이를 위해 다양한 하중 조건 하에서 파괴 시험 크리프 시험, 강도 시험이 일반 아스팔트 혼합물과 개질 아스팔트 혼합물에 대해서 수행되었다. 시험 결과, 혼합물의 균열 저항성은 주로 미세 손상 축적 속도에 영향을 받음을 알 수 있었으며, 이 값은 파괴 에너지 한계에 영향을 주지 않으면서 m값에 반영됨을 알 수 있었다. 또한, 짧은 하중 재하 시간 (탄성거동) 동안 얻어지는 스티프니스는 혼합물의 균열 저항성의 차이를 규명하는데 한계가 있음을 알 수 있었다. 따라서 아스팔트 혼합물의 균열 저항성을 보다 명확히 평가하기 위해서는 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려하는 것이 필수적임을 알 수 있었다. 또한 수퍼페이브 간접 인장 강도 시험으로부터 구한 잔여 소멸 에너지는 비교적 손쉬운 실험을 통해 아스팔트 혼합물의 균열 저항성의 상대적인 차이를 보여줄 수 있는 유용한 물성치임을 알 수 있었으며, 장기 크리프 시험에서 얻어지는 파괴 변형률은 아스팔트 혼합물의 크리프 거동과 파괴 한계점을 동시에 고려함으로써 균열 저항성을 평가할 수 있는 유용한 물성치 임을 알 수 있었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
• /
• pp.42-42
• /
• 2010

알루미늄 합금은 질량 대비 강도가 우수하고 내식성 및 저온 특성이 양호하여 구조재로서 널리 사용되고 있다. 또한 그 사용 추세가 점점 증가 하고 있으며 알루미늄 합금의 용접을 위해 현재까지 다양한 용접 공정이 적용되었다. 일반적으로 GMAW, GTAW 등의 아크 용접과 박판의 경우 저항 점용접, 그 외의 $CO_2$ laser, Nd:YAG laser와 같은 고밀도 에너지 용접 공정에 의한 연구 결과들이 많이 발표 되었다. 하지만 알루미늄 합금의 특성 상 용접부에 기공과 균열과 같은 결함들이 각 공정에서 많이 발생하며 이러한 결함을 감소시키기 위한 용접기술에 관해 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 GMAW, Plasma-GMAW 공정을 적용하여 알루미늄 합금의 용접특성을 비교하였다. 알루미늄 합금 Al 5052, Al 6061 4mm 두께 모재에 대해 BOP(Bead On Plate) 용접실험을 실시하였으며 생산성 측면에서 각 공정에 따라 완전 용입 시 최대 용접 속도를 측정하여 비교하였다. 용접 품질 측면에서는 비드 표면 및 단면을 검사하고 인장시험을 수행하였으며, 용접 기공과 균열을 X-ray 촬영을 통해 비교하였다. 또한 고속카메라 촬영을 통해 용접 중 플라즈마로 인한 산화막 제거 효과를 확인하고 각 공정별 용접 시작부의 아크 안정성을 평가하였다. 인장시험 결과 모든 모드에서 모재에서 파단됨을 확인 하였고, Plasma-GMAW 공정의 경우 플라즈마의 예열효과로 인하여 GMAW 보다 완전용입 기준 용접속도가 빨랐으며, 청정작용도 우수한 것으로 확인되었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제44권1호
• /
• pp.69-75
• /
• 2009

본 연구에서는 폐윤활유를 이용하여 아스팔트 포장도로의 균열 보수에 주로 사용하는 아스팔트 실란트를 제조하였다. 아스팔트(AP-5), SBS 삼블록 공중합체(triblock copolymer), 점착제(석유수지) 및 산화방지제를 폐윤활유와 혼합하여 콘 침입도, 연화점, 신도, 흐름성, 인장 접착 신율 및 원상회복률을 측정하였다. 폐윤활유 함량이 증가함에 따라 아스팔트 실란트의 콘 침입도는 증가하였고 연화점, 신도 및 원상회복률은 감소하였다. 증량제로 탈크를 첨가할 경우 함량에 비례하여 연화점 및 원상회복률은 증가하였으나 콘 침입도, 신도 및 인장 접착 신율은 감소하였다. 석유수지 함량을 크게 줄여 ASTM 규격에 적합하면서도 가장 경제적인 균열 보수용 아스팔트 실란트를 제조할 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제16권3호
• /
• pp.58-67
• /
• 2003

본 연구에서는 구조의 건전성을 실시간으로 모니터링하기 위해 변형률 및 파손을 동시에 감지할 수 있는 두 가지 형태의 광섬유 센서 시스템을 제안하였다. 구성된 광섬유 센서 시스템은 파손신호 취득에 사용되는 단파장 광원의 형태에 따라 EDFA에 FBG 사용한 것과 Fabry-Perot 필터를 사용한 것으로 나뉘며 EFPI센서를 통해 복합재 시편의 인장실험을 모니터링 하는데 적용되었다. 먼저, 복합재의 초기파손모드에 해당하는 모재균열 신호의 특징을 알기 위해 압전세라믹 센서를 이용하여 시편의 두께와 폭의 변화에 따른 신호특성을 파악하였다. 정량적 파손신호의 특성 분석을 위해 STFT와 Wavelet Transform과 같은 시간 주파수 변환방법을 사용하였으며, 시편의 형상변화에 따라 모재균열 신호의 주파수영역 특성이 변화함을 확인하였다 광섬유 센서로 취득 된 파손신호 및 변형률 측정값을 각각 압전세라믹 센서와 변형률게이지의 결과 값과 서로 비교하였다. 광섬유 센서 시스템들을 이용한 장시간동안의 인장실험 결과 변형률의 값은 변형률게이지의 측정값과 잘 일치하였으며 파손감지 시스템 또한 미세한 파손신호까지 민감하게 감지해 낼 수 있음을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.1765-1775
• /
• 2013

콘크리트 공시체의 압축강도와 연성성능을 향상시키기 위하여 FRP 와이어의 적용을 실험적으로 연구하였다. 와이어 보강겹수와 콘크리트 압축강도의 변화가 고려된 와이어 보강 공시체의 압축실험을 실시하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 측정된 축방향변형률, 원주방향변형률, 체적변형률에 의한 와이어 내부 콘크리트의 손상상태를 분석하여 와이어 보강효과를 평가하였다. FRP 와이어 보강 공시체의 응력-변형률 선도는 두 개의 직선구간과 변환구간으로 구성된 것으로 측정되었으며, 균열이후구간에서 응력상승거동하였다. 와이어 보강 공시체의 균열강도와 최대강도는 와이어 보강겹수에 비례하여 증가하는 것으로 평가되었다. 와이어가 3겹 보강된 35 MPa 공시체의 최대강도는 무보강 공시체의 압축강도보다 286% 높게 측정되었다. FRP 와이어 보강 공시체의 내부 콘크리트 파괴형태는 i) 수직균열 또는 경사균열파괴; ii) 수평균열파괴로 구분되었다. 특히, 수평균열파괴는 와이어에 의한 구속약화로 인하여 갑자기 내부 콘크리트가 팽창하는 부분과 와이어가 아직 내부 콘크리트를 효과적으로 구속하는 부분의 전단효과로 발생하였으며, 수평균열은 공시체의 중앙부를 기준으로 여러 면으로 발생하였으며, 와이어에 의한 구속효과가 우수한 공시체에 발생하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 와이어 최대파단변형률에 대한 인장파단변형률의 비가 55-90%로 측정되었으며, 평균 69.5%로 나타났다. 이는 일반 FRP 시트 보강 공시체 실험에서 측정된 시트 파단변형률보다 다소 높은 값으로 FRP 와이어 보강 공법의 우수성을 입증한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권1호
• /
• pp.64-75
• /
• 2003

본 연구에서는 2001년 Bakers와 Stephansson이 제안한 Punch Through Shear Test를 소개한다. 본 연구의 목적은 대전화강암을 사용하여 이 시험법이 암석의 전단 모드 파괴 인성 측정법으로서의 적합성을 알아보는 것이다. 또한, 전단모드 파괴인성을 구하기 위한 최적의 시료형상을 결정하고 전단모드 파괴인성과 봉압과의 관계를 규명하였다. 시험결과, 인장 파괴에서와 같이 거친 파괴면이 형성되지 않고 전단을 받았음을 알 수 있는 부드러운 파괴면이 관찰되었다. 시료형상에 대한 연속체 해석과 입자유동 해석 그리고 균열전파 시뮬레이션을 수행한 결과 시료내부에서 일어나는 균열의 발생은 주로 전단모드이고 이러한 전단균열들로 인해 시료의 파괴가 발생함을 입증할 수 있었으며, 결과적으로 Punch Through Shear Test는 암석의 전단모드 파괴인성 측정법으로서 적합함을 입증할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제13권4호
• /
• pp.51-59
• /
• 2011

온도와 습도 변화에 의해 수축될 경우 콘크리트 포장 슬래브에는 인장응력이 생기고 이로 인해 무작위 균열이 발생한다. 일정한 간격으로 줄눈을 설치하고 균열을 유도함으로써 슬래브에 발생하는 인장응력을 줄이고 무작위 균열을 최소화할 수 있다.줄눈간격이 너무 넓으면 무작위 균열, 줄눈부 파손, 하중전달률 저하가 일어나고, 반대로 줄눈간격이 너무 좁으면 공사비 증가와 승차감 저하가 유발된다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 역학적-경험적 줄눈간격 설계방법을 개발하였다. 이를 위하여 우수한 공용성을 보이는 콘크리트 포장 구간 중 구조적 및 환경적으로 가장 취약한 구간을 찾고 그 구간에 대한 유한요소해석으로 설계기준강도를 결정하였다. 기존 연구결과를 참고하여 하중전달률이 급격히 낮아질 때의 줄눈폭을 허용줄눈폭으로 결정하였다. 유한요소해석으로 계산된 설계대상구간의 최대인장응력이 설계기준강도를 초과하지 않는 최대줄눈간격을 찾아냈다. 그리고 이 줄눈간격으로 예측된 최대줄눈폭을 허용줄눈폭과 비교하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 설계 중인 함양-울산 고속도로의 두 공구에 적용해 보았다. 기존보다 넓은 8.0m의 줄눈간격으로 시험시공된 구간과 동일한 줄눈간격이 본 연구의 설계방법으로 계산되었다. 공용 6년 후 측정된 시험시공 구간의 매우 낮은 균열률로 본 연구에서 개발된 설계방법이 검증되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권4호
• /
• pp.287-300
• /
• 2002

터널굴착 발파기술로 새로 개발된 Composition Presplitting Angle Cut (COPA)은 기존 공법과는 달리 심발부에 먼저 인장파괴를 통하여 선균열 (사전절단)을 형성시킨다. 본 연구에서는 선균열 효과를 검증하기 위하여 굴진효율과 소음 진동의 발생크기를 측정하는 현장시험을 실시하였다. 그리고 이 공법의 경제성 및 작업성 (시공성)을 비교하기 위하여 동일한 조건에서 기존의 발파공법을 동시에 시험하여 그 결과를 비교하였다. 시험 결과 COPA - Cut 발파공법이 기존 발파공법보다 굴진효율이 증가하고 소음 진동이 감소되었다. 또한 경제성, 시공성 및 품질관리 측면에서 우수하다는 것을 확인 되었다.