• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.3
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• pp.179-187
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• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

• Geotechnical Engineering
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• v.4 no.2
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• pp.5-14
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• 1988

A probabilistic model for the progressive failure in a homogeneous soil slope consisting of strain-softening material is presented. The local safety margin of any slice above failure surface is assumed to follow a normal distribution. Uncertainties of the shear strength along potential failure surface are expressed by one-dimensional random field models. In this paper, only the case where failure initiates at toe and propagates up to the crest is considerd. The joint distribution of the safety margin of any two adjacent slices above the failure surface is assumed to be bivariate normal. The overall probability of the sliding failure is expressed as a product of probabilities of a series of conditional el.eats. Finally, the developed procedure has been applied in a case study to yield the reliability of a cut slope.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.259-262
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• 2009

지진이나 충돌 등과 같은 동적 하중은 하중 속도에 따라 재료의 파괴 거동이 변하기 때문에 하중 속도는 하중의 위치나 크기와 더불어 재료의 파괴 거동을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이다. 특히 콘크리트와 같은 취성재료의 경우 재료의 속도 의존적 거동에 의해 가해진 하중으로부터 발생된 균열의 형상이나 진행 형태가 변하므로 전체 구조물의 거동에도 큰 영향을 끼친다. 따라서 취성재료를 이용한 속도 의존적 파괴 거동에 관한 연구는 그 중요성에 의해 다양한 방법으로 진행되어져 왔으나, 해석을 통한 빠른 하중에서의 파괴 거동 해석은 대부분 무시되어왔다. 하지만 최근 폭발과 같은 매우 빠른 하중에서의 재료의 파괴 거동 대한 관심이 증대되고 있고, 그에 관한 연구의 필요성도 점차 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 irregular lattice model의 하나인 rigid-body-spring networks(RBSN)를 이용하여 취성 재료의 파괴 거동해석에 적합한 수치 해석 모델을 개발하였다. 동적 해석을 위해 각 요소에 질량을 부여하고, 각 요소의 거동은 시간 적분에 의하여 계산된다. 이를 이용하여 빠른 하중에서의 취성 재료의 파괴 거동 특성을 분석하고 기존 실험과의 비교를 통해 수치 해석 모델의 타당성을 입증하였다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.383-390
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• 1998

0.93m/sec의 평균속도는 변위제어 삼점휨 실험된 콘크리트 보의 하중-변위 측정결과를 선형탄성파괴역학모델과 가상균열모델에 기초한 유한요소법으로 분석하였다. 두 모델 모두 실험결과와 잘 일치하며, 균열성장길이가 약 60∼70㎜가 될 때까지 안전된 균열성장을 보이다 불안정한 균열성장에 의해 파손되었다. 선형탄성파괴역학모델에 의한 수치해석 결과 에너지해방률은 균열성장길이에 비례해서 증가하였으며, 최대값(202N/m)에 이르게 되면 일정한 값을 유지하였다. 가상균열모델에 기초한 수치해석결과 이 연구에 사용된 하중속도와 시험편의 크기에 대해 70㎜의 완전한 파괴진행대가 평성되었으며, 이는 기존의 정적 실험결과에 대한 수치해석 결과보다 상당히 작은 값이었다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.4
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• pp.308-312
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• 1988

파괴역학은 역사적으로 볼 때 1960년대부터 본격적인 연구가 진행되었고, 1970년대에 와서 산 업에 응용되기 시작하였으나 국내에서는 방위 산업, 원자력 산업에서 응용하고 있을 뿐 기타 자동차, 조선, 철강 산업에서는 지금 관심을 갖기 시작한 단계이다. 본 고에서는 파괴역학이 설계에서 어떻게 하는 것인지에 대해 간략히 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 1995.03a
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• pp.67-81
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• 1995

암반 구조체를 해석하기 위해서는 파괴전의 응력-변형률 거동뿐만 아니라 파괴를 구성하는 삼차원 응력 상태를 알아야 한다. 암반의 파괴를 지배하는 조건을 결정하기 위해서는 일반적인 삼차원 파괴기준이 필요하다. 암반의 파괴를 이루는 응력상태를 파악하기 위해 많은 실험적 연구가 수행되었으며 특히 장비의 사용에 있어서 하중 메카니즘과 시료의 경계조건의 개선에 많은 연구가 진행되었다. 암반의 파괴조건을 설명하는 데에는 이러한 기본적인 기준들 이외에도 경험적인 기준들이 사용되어 왔다. Hoek 와 Brown 은 비등방성 재료의 강도에 대해 연구하였고 순수암(intact rock)의 강도에 대한 경험적인 기준을 제안하였다. (중략)

• Proceedings of the KSEG Conference
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• 2004.03a
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• pp.24001-24056
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• 2004

암반 기초에서 발생 가능한 파괴형태로는 $\circled1$전단파괴(Shear failure) $\circled2$관입파괴(punch failure) $\circled3$붕락(Collapse) $\circled4$균열파괴 (cracking) $\circled5$분쇄상파괴 (crushing) $\circled6$쐐기상파괴 (wedging)를 들 수 있다. 그림 2.4-1에서 (a)는 연암층 내에서의 전형적인 전단파괴를 나타내고, (b)는 소성암반 상부에 강성암반이 놓였을 때의 전단파괴를 보여준다. (c)는 2층으로 구성된 지반에서의 전단파괴 양상이며, (d)는 편심하중이 작용할 때의 전단파괴이다. (e)는 사면 상에서의 활동에 의한 파괴유형이다. (f)는 절리가 발달한 풍화된 암반내로 진행되는 관입파괴를 보여주고 있다. (e)는 연암지반 내부로 강성암반이 관입되어 파괴된 모습이다. (h)는 풍화된 화강암에서의 관입파괴 유형이다. (i)는 석회암층 내부의 지하공동에 의한 붕락현상을 보여주고 있으며, (j)는 지하수의 유동에 의해 형성된 공동으로 인한 붕락파괴를 나타낸다. (k)는 균열파괴, (l)은 분쇄상 파괴, (m) 쐐기상 파괴, (n)은 단층선을 따른 파괴 유형이다. (중략)

• Journal of the Korean Society for Railway
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• v.12 no.5
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• pp.811-818
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• 2009

An estimation method of the fallout volume of a tunnel under construction is proposed based on an empirical method called bulking factor. For this, the main causes of the tunnel fallout are investigated and the scale of the fallout which is not accessible is considered. The calculated height of the fallout area is compared with borehole core data and the accuracy and efficiency of the proposed method is demonstrated. Another experimental approach on the detection of a progressive cracking around the tunnel fallout is provided based on an acoustic emission method. From the field tests near the tunnel fallout, it is shown that additional progressive cracking of the reinforced area is not foreseen and the effectiveness of the reinforcement is proven.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.13 no.6
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• pp.568-574
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• 2001

From measured responses of concrete three-point bend tests, the average values of the responses have been calculated. The fracture behavior of continuously propagating concrete crack has been analyzed from the average responses. The experimental parameters of this study were the initial notch sizes of 25.4㎜ and 6.4 ㎜ and the processing times of 2,000 sec. and 20 sec . The different notch sizes were used for the effects of the size of fracture process zone and specimen geometry, and the processing times for those of initial creep. However the load-point displacement rate in this study did not affect the experimental responses seriously. The average loads were calculated from the average external work of a series of tests, and average crack lengths were determined by using strain gages. Before the peak load, the resistance curve could be determined from the size of fracture process zone, but unstable crack propagation of 88㎜ occurred at the load-point displacement of 0.088∼0.154㎜ after the peak load. The average fracture energy density G$\_$F/$\^$ave/ = 115 N/m occurred during the unstable crack propagation. The fracture process zones were fully developed at the crack length of 111㎜, and the sizes of fracture process zone for initial notches of 25.4㎜ and 6.4㎜ were 86㎜ and 105㎜, respectively. Average fracture energy densities of the resistance curves after full development of fracture process zone were 229 N/m for the initial notch of 25.4㎜ and 284 N/m for 6.4㎜. The values were more than twice of G$\_$F/$\^$ave/.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.4 no.4
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• pp.1-11
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• 1984

Developed is a nonlinear fracture theory which can model the complex fracture behavior of concrete. This theory is based on the nonlinear behavior due to progressive microcracking and strain-softening in the fracture process zone of concrete cracks. The simplified realistic fracture model which preserves the same fracture energy for the different fracture process zone widths is also derived. By modeling fracture through stress-strain behavior, the effect of compressive stresses parallel to the crack plane can be easily taken into account. The comparisons of the present theory with valuable fracture test data available in the literature show good agreements, and the existing linear theory exhibits in many cases large deviations from the actual test results. A simple approximate formula for the fracture energy of concrete which should, be necessary for the fracture analysis of concrete structures is derived. Finally, the application of fracture theory to reinforced concrete and the necessity of further research are discussed.