• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권11호
• /
• pp.5-19
• /
• 2018

지반앵커의 정착장에 작용하는 정착응력 분포 특성은 매우 비선형적이며 공학적인 메카니즘이 비교적 복잡하기 때문에 다양한 지반조건 및 비선형적 주면전단거동을 구체적으로 모사하여 지반앵커를 설계하는데 어려움이 크다. 이런 한계로 인하여 현재 대부분의 관련 설계 기준서에는 편의상 정착장 전장에 걸쳐 일정한 주면전단응력분포를 가정하여 설계에 적용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 인장형 앵커의 인발거동 특성을 분석하기 위하여 풍화토 지반조건을 대상으로 현장인발시험을 수행하였으며 이를 토대로 앵커 정착장의 주면전단거동을 정립하고, 정착장 거동특성을 비교적 간편하게 예측하기 위한 다중선형모델 및 이를 적용한 해석적 기법을 제안하였다. 현장시험결과와 해석적 결과가 상호 유사하게 나타남에 따라 본 연구에서 제시된 다중선형모델 및 이를 이용한 해석적 기법의 적용성 및 유효성을 확인할 수 있었다. 정착장 주면전단거동의 경우 최대인발하중 보다 작은 하중조건에서는 정착장 시작점에서 최대전단응력이 분포하게 되나 최대인발하중이 발생한 이후부터는 정착장 시작점에서 전단응력이 가장 작게 분포하고, 정착장 시작점으로부터 일정거리 이격된 지점에서 최대전단응력이 발생함을 확인하였다.

• 지질공학
• /
• 제25권2호
• /
• pp.237-250
• /
• 2015

지진 시에 지하구조물은 지상구조물보다 더욱 안전한 것으로 간주되어 왔으나, 1995년 고베지진 시 발생한 지하철터널의 피해 이후 지하구조물의 피해 사례가 점점 증가하고 있다. 본 논문에서는 풍화토로 되메움한 개착식 터널과 주변 지반의 지진 시 거동을 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 지반의 측면 경계조건, 인장강도, 최대지진가속도에 따른 개착식 터널과 주변 지반의 변위 및 터널 라이닝에 작용하는 응력을 예측하였다. 지반의 측면 경계조건(자유장 경계조건과 일반 경계조건)과 주변 지반의 인장강도의 변화에 따라 계산된 변위와 응력은 상당한 차이를 나타냈다. 좌우경계조건이 자유장 조건인 경우에는 지반의 잔류변형이 거의 발생하지 않았으나, 구속된 일반 조건인 경우에는 지진으로 인한 주변 및 기초 지반의 융기로 인한 잔류변형이 크게 발생하였다. 하지만 주변 및 기초 지반의 인장강도를 점착력의 100%로 가정하였을 경우 개착식 터널은 측면 경계조건이나 입력된 최대가속도에 관계없이 잔류변위는 1 cm 이내로 무시할 수준이다. 뿐만 아니라, 최대변위 발생 시 및 최종 단계에서 터널 라이닝에서 발생하는 응력은 모두 허용응력 이내이므로 안전한 것으로 판단된다. 동적 수치해석에서는 주변 지리적 조건을 고려하여 적절한 경계조건을 설정하고 인장강도와 같은 지반의 물성치를 정확하게 구하는 것이 매우 중요한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제4권1호
• /
• pp.57-70
• /
• 2002

국토의 65 % 이상이 산악으로 구성된 이유로 90년대 이후 산악지형의 암반을 대상으로 한 대규모 교통터널, 에너지 비축시설 및 산업용 저장소와 같은 대형 토목구조물의 필요성이 크게 증가하고 있다. 암반내 시공되는 토목 구조물의 설계과정에서 현지 암반의 초기응력장에 대한 정량적인 자료가 주요한 핵심요소로 작용하며 이러한 초기응력장에 대한 제반 정보를 획득하기 위한 목적으로 국내에서는 정밀 지반조사 과정에서 수압파쇄법이 대표적으로 사용되고 있다, 본 논문에서는 국내 각지의 산악지형에서 얻어진 수압파쇄시험 현장 측정 자료들에 대한 해석결과를 바탕으로 국내 산악지형의 암반내 초기응력 분포 특성에 대한 분석을 수행하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.173-181
• /
• 1999

전단보강근이 없는 보의 거동을 이해하기 위하여 서로 다른 트러스 개념으로부터 출발한 두 종류의 해석방법 및 배경이론[압축응력장(MCFT) 및 균열마찰 (CFTM)이론]을 수단으로 콘크리트 기여강도($V_c$)를 구성하는 i)압축지역의 전단응력, ii)균열면의 마찰작용, iii)주근의 장부작용, iv)아치작용 및 최근에 추가된 v)비균열 부위 잔류 인장강도의 상대적인 중요도를 물리적으로 설명하였다. 또한, 두 해석모델의 평가를 위하여, 최근 국내에서 파괴역학 개념의 크기 효과식 개발에 보다 초점을 맞추어 수행된 일련의 고강도 콘크리트보의 실험결과(20개, $f'_c$=53.7Mpa)를 예측하였다. 예측결과에 의하면, 두 해석모델은 a/d비, 주근량 및 보의 춤이 변화함에 따라 관측된 물리적 현상을 정확하게 포착하고 있었으며, 특히 MCFT로부터 얻어낸 보다 자세한 응력 및 변형도 분포 등에 관한 정보는 일련의 추가적인 설명을 가능하게 하였다. 하지만, 보다 완전한 이론적 배경을 지니고 있는 MCFT는 P4.6 및 D915의 파괴하중을 각각 다소 과소 및 과대 평가하는 경향을 나타내고 있어, 주근량 및 크기효과에 대한 보다 완전한 결론을 유도하기 위해서는 추가적인 실험적 연구가 필요한 것으로 판단되었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권3호통권36호
• /
• pp.383-391
• /
• 1998

프리캐스트 세그먼트의 가설 장비인 런칭트러스는 다른 일반적인 트러스 구조물과는 달리 사재와 상현재, 사재와 하현재간의 연결이 완전한 핀구조로 이루어져 있다. 이러한 런칭트러스의 실거동 파악을 위한 현장측정을 실시한 결과, 측정응력과 계산응력의 상당한 차이가 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 측정치를 바탕으로 런칭트러스의 연결부의 특성에 따른 거동상태를 고려하여 분석을 실시하였으며, 그 결과 핀연결부의 비정상적인 거동에 의하여 실제 런칭트러스는 시공단계에 따라 해석적으로 평가되는 정상적 거동과 상당히 차이가 나는 거동이 발생하는 것으로 나타났다. 한편, 정상 거동상태에서의 런칭트러스의 안전성 평가를 위하여 실제 런칭트러스를 이용한 교량 가설시에 적용되는 Balanced Cantilever 공법에 있어 주요 가설 단계를 조합하여 각부재의 사하중과 활하중의 조합에 의한 최대 응력을 분석한 결과 Balanced Cantilever 공법에 의하여 인장응력과 압축응력의 상호 상쇄 작용으로 오히려 1개의 세그먼트를 가설하는 경우보다 낮은 응력이 분석되었으며, 발생 최대응력을 허용응력과 비교한 결과, 해석적으로 런칭트러스는 충분한 구조 안전성을 확보하는 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권3호통권36호
• /
• pp.355-367
• /
• 1998

볼트 구멍의 크기가 고장력 볼트 이음부의 역학적 거동 및 내부 압축응력 분포에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 과대공 및 표준공을 갖는 고장력 볼트 이음부에 대한 실험 및 해석적 연구를 실시하였다. 실험적 연구에서는 정적 인장시험과 피로시험을 실시하여 미끄러짐 특성, 피로강도 및 피로파단 양상을 평가하였으며, 해석적 연구에서는 유한요소해석을 통하여 내부 압축응력의 분포영역을 밝히고, 내부 압축응력의 분포가 역학적 거동에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과, 과대공을 갖는 고장력 볼트 이음부의 미끄러짐 계수와 피로강도는 표준공을 갖는 이음부와 비교하여 큰 차이는 없으나 다소 감소하는 경향이 나타났다. 이러한 원인은 과대공 시험편의 경우 볼트 구멍의 크기가 표준공 시험편과 비교하여 상대적으로 크기 때문에 축력의 작용폭이 좁아져 마찰영역으로 작용하는 내부 압축응력의 분포영역이 작아지기 때문으로 판단되며, 이는 유한요소해석 결과로도 확인할 수 있었다. 또한, 피로시험 결과 과대공 시험편의 피로균열의 발생점이 표준공 시험편 보다 볼트 구멍 내벽에 가까운 것을 알 수 있어, 피로균열의 발생위치는 고장력 볼트의 도입축력에 의해 모재와 이음판에 형성되는 내부 압축응력의 분포영역과 밀접한 관계가 있음을 알 수 있었다.

• 자원환경지질
• /
• 제40권4호
• /
• pp.461-471
• /
• 2007

고응력사의 지시자로서 방해석 쌍정 분석법을 이용하여 방해석내 쌍정이 생성될 당시의 변형온도와 고응력장의 상태 및 방향 등을 살펴보았다. 연구는 한반도 남부지역에 소규모로 불규칙하게 분포하고 있는 석회질 암석을 대상으로 수행되었다. 분석 결과에서 쌍정의 형태(한 방향 또는 두 방향의 얇고 두꺼운 직선형 쌍정), 변형률(1.235-7.453%), 두께($0.77-1.94{\mu}m$), 치밀도(25.26-41.99 twins/mm) 등을 고려하여 추정한 연구지역에서의 방해석 쌍정에 의한 변형온도는 약 $150^{\circ}-200^{\circ}C$ 이하로 나타났다. 주변형률의 크기와 방향에서 최대수축변형률($e_3\leftrightarrow{\sigma}_1$)의 방향은 경상분지 남부에 해당하는 GS-1와 영남육괴 남부에 해당하는 BS-1 지역에서 N-S, 그리고 옥천습곡대 서남부에 해당하는 NR-1 지역에서는 E-W 방향을 보였다. 최대인장변형률($e_1\leftrightarrow{\sigma}_3$)의 경우 GS-1과 BS-1 지역은 $NWW-SEE{\sim}NNE-SSW$ 그리고 NR-1 지역은 N-S 방향으로 나타났다. 즉, 연구지역에는 방해석 쌍정의 생성과 관련된 서로 다른 고응력장이 최소한 두 번 이상 작용했을 가능성을 시사한다.

• 지질공학
• /
• 제17권1호
• /
• pp.27-40
• /
• 2007

한반도 동남부의 제3기 어일분지와 와읍분지를 대상으로 층서를 검토하고, 단층 이동자료 분석을 통하여 분지의 생성 및 진화와 연관이 있는 지구조사건의 과정을 살펴보고자 하였다. 어일분지와 와읍분지는 거의 동시에 각각 별개로 형성되어 제3기 지층들로 충전된 것으로 판단된다. 어일분지와 와읍분지를 충전하고 있는 제3기 지층의 지층단위 분류와 상호관계가 부분적으로 기존 층서와 달라 새롭게 지층명을 첨삭하였다. 어일분지의 장기층군을 하부로부터 감포역암, 홍덕현무암, 노동리역암, 연당현무암으로 분류하였으며, 와읍분지의 범곡리층군을 와읍리응회암, 안동리역암, 용동리응회암, 호암리화산각력암으로 분류하였다. 기반암과 제3기 지층의 11개 지점에서 단층면상 미끄럼선이 발달하는 소단층들의 자료를 수집하여 고응력장을 해석하고, 순서별로 (I) 북서-남동 횡인장, (II) 북서-남동 횡압축 (III)북동-남서 순수 인장, (IV) 남-북 내지 북북동-남남서 횡압축, (V)동-서 내지 동북동-서남서 순수 압축이 작용한 지구조 사건들로 구분하고, 제3기분지 진화와 연관하여 해석하였다. 지구조사건 I은 올리고세 후기 내지 마이오세 초기의 동해 생성과 관련하여 제3기분지의 형성과 발달을 주도하였고, 지구조사건 II, III, IV는 필리핀해판의 섭입경사 및 방향 변화와 관련된 사건으로 본 연구지역에서는 분지 발달의 종료 및 지각 융기를 야기시켰으며, 지구조사건 V는 태평양판의 강한 섭입으로 인한 압축응력이 동해안을 융기시키며 현재까지 지속되고 있는 것으로 해석된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제19권1호
• /
• pp.67-78
• /
• 2007

웨브강판의 상세에 따른 골조강판벽의 거동특성을 연구하기 위하여 실험 연구를 실시하였다. 실험체는 웨브강판에 스티프너를 사용하지 않은 3층 골조강판벽을 1/3 축소모델로 제작하였다. 주요 실험 변수는 골조와 웨브강판의 연결 상세로서, 용접접합과 볼트접합, 강판의 용접부위 및 길이, 연결강판벽이다. 골조강판벽 실험체들은 대체로 실험변수와 관계없이 우수한 강도, 변형능력 그리고 에너지소산능력을 나타냈다. 다만, 볼트접합을 사용한 강판벽은 강판의 전 모서리를 용접한 강판벽보다 다소 작은 변형능력을 나타냈다. 이러한 결과는 시공성과 경제성 향상을 위해 강판 구조성능의 큰 손실 없이 다양한 상세를 사용할 수 있음을 보여주었다. 본 연구의 실험결과와 해석결과를 토대로 다양한 상세를 갖는 강판벽 실험체의 강도 및 에너지소산능력을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.1-10
• /
• 2018

최근 플렉서블 OLED, 플렉서블 반도체, 플렉서블 태양전지와 같은 유연전자소자의 개발이 각광을 받고 있다. 유연소자에 밀봉 혹은 봉지(encapsulation) 기술이 매우 필요하며, 봉지 기술은 유연소자의 응력을 완화시키거나, 산소나 습기에 노출되는 것을 방지하기 위해 적용된다. 본 연구는 봉지막(encapsulation layer)이 반도체 칩의 내구성에 미치는 영향을 고찰하였다. 특히 다층 구조 패키지의 칩의 파괴성능에 미치는 영향을 칩의 center crack에 대한 파괴해석을 통하여 살펴보았다. 다층구조 패키지는 폭이 넓어 칩 위로만 봉지막이 덮고있는 "wide chip"과 칩의 폭이 좁아 봉지막이 칩과 기판을 모두 감싸고 있는 "narrow chip"의 모델로 구분하였다. Wide chip모델의 경우 작용하는 하중조건에 상관없이 봉지막의 두께가 두꺼울수록, 강성이 커질수록 칩의 파괴성능은 향상된다. 그러나 narrow chip모델에 인장이 작용할 때 봉지막의 두께가 두껍고 강성이 커질수록 파괴성능은 악화되는데 이는 외부하중이 바로 칩에 작용하지 않고 봉지막을 통하여 전달되기에 봉지막이 강하면 강한 외력이 칩내의 균열에 작용하기 때문이다. Narrow chip모델에 굽힘이 작용할 경우는 봉지막의 강성과 두께에 따라 균열에 미치는 영향이 달라지는데 봉지막의 두께가 작을 때는 봉지막이 없을 때보다 파괴성능이 나쁘지만 강성과 두께의 증가하면neutral axis가 점점 상승하여 균열이 있는 칩이 neutral axis에 가까워지게 되므로 균열에 작용하는 하중의 크기가 급격히 줄어들게 되어 파괴성능은 향상된다. 본 연구는 봉지막이 있는 다층 패키지 구조에 다양한 형태의 하중이 작용할 때 패키지의 파괴성능을 향상시키기 위한 봉지막의 설계가이드로 활용될 수 있다.