• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.469-485
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• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.

• 터널과지하공간
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• 제4권2호
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• pp.87-91
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• 1994

팽창재와 같은 비촉성 파쇄재는 화약발파와 비교하여 볼 때 진동을 유발하지 않는다는 면에서 인접한 구조물에 영향을 주지 않고 암반을 파괴할 수 있는 장점을 갖고 있다. 비폭성 파괴방법으로 유압식 암석분할기도 팽창재와 유사한 적용성을 갖고 있으나 힘을 작용시킬수 있는 천공깊이에 제약을 갖고 있으며 규모가 큰 암반의 파괴 방법으로는 적용한계가 있다. 반면에 팽창재는 천공깊이에 큰 제약을 받지 않으며 천공수에 제한을 받지 않는다는 장점이 있다. 그러나 팽창재의 현장적용시 가장 큰 단점의 하나로 지적되고 있는 것은 파괴력을 나타내기까지의 시간이 오래 걸림으로 작업능률에 문제가 있다는 것이다. 반응시간은 물과 팽창재와의 반응률과 밀접한 관계를 갖고 있으며 본 논문에서는 팽창재의 적용성을 높이기 위하여 실시한 여러 조건하에서 팽창재 반응률 특성에 관한 연구내용을 기술한다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1)팽창재의 반응은 주위온도에 큰 영향을 받는다. 2) 팽창재의 성능을 충분히 발휘하기 위하여는 주위 온도 조건에 따라 천공직경을 적절히 조절하는 것이 필요하다. 3) 낮은 주위 온도 조건에서 팽창재의 반응은 압력이 증가하는 시간이 느리고 따라서 최대 팽창압이 높은 온도 조건에 비해서 낮게 나타난다. 4)팽창압이 증가하는 시간은 팽창재와 물과의 반응률에 좌우된다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.119-127
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• 2007

임계면법을 적용하여 횡등방성 암석의 강도이방성을 해석하는 방법을 제안하였다. 암석의 파괴는 Hoek-Brown 파괴기준을 따르는 것으로 가정하였다. Hoek-Brown의 경험적 파괴기준식에 대응되는 Mohr 포착선식을 이용하고 강도상수인 m과 s를 방향에 따른 스칼라 함수로 정의하여 이방성 파괴함수를 구성하였다. 이방성 파괴함수를 최대고 하는 임계면의 방향을 찾기 위하여 직접 최적화기법의 하나인 공액구배법을 적용하였다. 횡등방성 안석에 대한 기존 이방성 강도모델이 대부분 삼축압축실험과 동일한 응력조건에서만 적용할 수 있는데 반하여 이 연구에서 제안된 방법은 일반적인 3차원 응력조건에도 쉽게 적용할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 삼축압축실험의 모사를 통하여 얻어진 삼축압축강도와 파괴면의 경사에 분석을 통하여 제안된 방법의 적합성을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제6권3호
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• pp.234-238
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• 1996

Three empirical criteria of rock failure are analyzed in order to understand the meaning of coefficients. Transformation of equations is discussed to apply in the numerical analysis. New failure criterion for intact rocks is proposed in this study, which can be used directly in programming. New equation has the form of parabolic curve($\alpha$=0.5~1.0), and is based on Mohr's shear failure using data from triaxial tests. Its validity will be discussed in the next report.

• Composites Research
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• 제30권2호
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• pp.149-157
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• 2017

본 논문에서는 응집영역 모델링 기법을 사용하여 노치가 있는 적층복합재료의 파괴거동을 연구하였다. 먼저 노치가 있는 적층복합재료 시편형상에 대해 일반 3차원 고체요소로 모델링 한 후 요소들 사이에 섬유파괴, 기지파괴 및 층간분리 파괴를 담당하는 응집요소를 삽입하여 유한요소 메쉬를 제작하였다. 다음으로 일축인장 시험을 모사하는 하중 및 경계조건을 가하여 점진적 파괴해석을 수행하고 해석결과를 참고문헌의 실험결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 수치해석 결과로부터 노치가 있는 적층복합재료 인장시편의 파괴시작 및 진전거동을 분석하였으며 파괴모드의 진전을 체계적으로 조사하였다.

• 어항어장
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• 통권2호
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• pp.86-127
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• 1988

버트리스 푸팅 케슨(Buttress footing caisson) 및 상형 푸팅 케슨의 역학특성을 해명하고 구조설계법을 검토할 목적으로 재하실험을 실시했다. 재하실험에는 배근의 제약등을 고려해서 실구조물의 1/4정도의 대형모형공시체를 사용해서 푸팅부를 중심으로 해석하기위해 푸팅에 선분포하중을 재하했다. 유한요소법에 따른 선형구조해석을 실시하여 변위, 단면력과 한계상황설계법에서의 산정식에서 얻어진 단면내력과를 비교하여 동설계법의 케슨구조물에 대한 적용성에 관하여 고찰했다. 이 보고로써 얻어진 주요한 결론은 아래와 같다. (1) 재하실험에 의하면 버트리스 푸팅공시체의 파괴형식은 버트리스부의 철근에 연한 부착할열파괴였다. 또 상형푸팅공시체에서는 푸팅부의 내면전단파괴였다. 양구조물을 설계할 때는 종래의 면외력만의 검토뿐아니라 면내력도 적절히 평가할 필요가 있다. (2) 양공시체 함께 푸팅 케슨본체와의 접합부 및 푸팅과 상자옆쪽의 벽과의 접합부에 변형이 일어나 종래의 판구조설계에서 가정하고 있는 판주변의 고정조건이 만족되지 않았다. 따라서 케슨구조물의 구조해석에서 구조전체계를 취급할 필요가 있고 부재단위에서는 단면력을 과대 또는 과소로 산정할 우려가 있다. (3) 철근강복시정도까지는 구조전체계를 모델화한 유한요소법에 의한 선형구조해석결과와 실험결과가 잘 일치했다. (4) 한계상태설계법에서의 굽음내력, 전단내력 및 구열폭의 산정식은 실험결과와 비교해서 어느쪽이나 안전측의 치를 부여했다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.179-191
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• 2000

본 연구에서는 화강토 지반상의 자립식 diaphragm wall의 거동을 연구하기 위하여 벽체의 근입깊이비, 지하수위 및 굴착조건(연속 및 단계굴착)을 변화시키면서 원심모형시럼을 수행하였다. 원심모형실험시 지반굴착은 흙과 동일한 밀도로 혼합된 zine chloride 용액이 배수되도록 밸브를 조작하여 실시하였으며, 굴착에 의해 발생되는 지반의 변형괴 벽체의 변위 및 휨모멘트를 시간경과에 따라 측정하였다. 실험결과, 벽체의 근입깊이비가 증가함에 따라 벽체의 휨모멘트는 증가하는 반면, 굴착과정동안 배면측에서의 간극수압 감소속도는 감소하였다. 최종 굴착단계에서 굴착후 시간경과에 따른 침하량은 굴착과정중의 침하？에 비해 5~7% 정도를 나타내었다. 최대표면침하량과 벽체변위를 굴착깊이로 정규화한 결과 최대 침하량은 벽체 변위량의 0.8~1.2배9평균0.91배)사이에 분포하였다. 굴착깊이로 전규화한 벽체변위와 근입깊이와의 관계는 지수함수식으로 제안하였다. 파괴면은 직선적인 형태로 파괴면내의 배면측 지반은 벽체를 향하여 하향의 변위를 일으키면서 벽체의 회전에 의해 파괴되었으며, 퐈괴면의 각도는 66~72.5$^{\circ}$정도로 이론적인 파괴면의 각도보다 크게 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제23권5호
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• pp.383-391
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• 2013

1960년대 후반 이래로 수행된 여러 진삼축압축시험 결과에 의하면 암석의 파괴강도는 중간주응력의 크기에 상당한 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 이러한 실험적 결과를 바탕으로 지금까지 중간주응력이 파괴에 미치는 영향을 고려할 수 있는 다양한 3차원 파괴조건식들이 제안되고 있다. 그러나 문헌에 보고된 대부분의 3차원 파괴기준식들은 암석의 진삼축압축 강도를 현상학적으로 재현하기 위한 목적으로 개발되었기 때문에 관련된 강도정수들의 역학적 의미가 명확하지 않다. 이 연구에서는 암석강도의 중간주응력 의존성이 암석 내에 포함된 연약면들의 공간적 분포특성과 관련성이 있다는 가능성을 확인하기 위해 평면이방성 암석모델을 대상으로 수치 진삼축압축시험을 수행하였다. 미소구조텐서 개념을 활용하여 이방성 Mohr-Coulomb 파괴기준식을 개발하였으며 이를 강도기준식으로 활용하고 임계면법을 적용하여 평면이방성 암석의 파괴강도 및 파괴면 방향의 중간주응력 의존성을 분석하였다. 분석결과는 암석에 포함된 미시적 연약면들의 주응력 방향에 대한 방향성이 암석강도의 중간주응력 의존성과 밀접한 관련성이 있음을 암시해준다.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.67-71
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• 1990

본 논문에서는 신뢰도(reliability)에 제한조건을 두어, 부유식 해양구조물의 주요 부재인 보강된 실린서의 최적설계를 다루었다. 기대되는 총비용을 목적함수로 하여 최소화하였다. 그 총비용은 구조적 비용과 파괴로 인해 예상되는 비용(expected failure cost)으로 구성된다. 여러 설계규정에서 요구하는 설계 요구사항을 역시 제한조건으로서 고려하였다. 본 논문에서는 안전성 측면에서 중요한 구조부재만의 신뢰도를 고려하였고, 시스템의 파괴확율은 일반적으로 부재의 파괴확율보다 상당히 작고 또한 시스템 파괴에 의한 비용을 추정하는 것은 매우 어려우므로 시스템의 파괴는 고려하지 않았다. 또한 파괴모드로써 최종파괴만을 다루었고 피로파괴는 고려하지 않았다. 몇가지 최적설계의 예를 본 논문의 결과로서 보여 주었으며 또한 동일한 구조부재의 설계공식에 따른 최적설계를 비교하기 위해 보강된 실린더의 설계시 현재 사용하는 다른 형태의 설계공식을 갖고 최적설계 결과를 유도하였다. 본 논문에서는 그 결과들로부터 신뢰성해석에 기초한 최적화 과정을 통해 다른 구조물의 설계시 보다 많은 비용의 절감을 꾀할 수 있는 가능성으로부터 그 중요성이 강조되었다.

• 터널과지하공간
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• 제14권2호
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• pp.121-132
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• 2004

SB 발파에서 지발뇌관의 기폭초시 오차가 암반파괴 과정에 미치는 영향을 고찰하기 위해 기하조건이 다른 발파모델에 순발뇌관, 전자뇌관 그리고 DS뇌관의 기폭초시 오차를 고려하여 SB 발파에서의 암석파괴과정 해석을 수행하였다. 또한 전자 및 DS지발뇌관을 사용한 SB발파의 발파효과와 영향인자를 고찰하기 위해서 해석결과를 통계적으로 분석하였다.