• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.317-329
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• 2001

서울지하철 터널의 상당 구간이 막장면이 풍화토에서 풍화암까지 변화하는 복합화강토지반에 건설되어 왔다. 화강암풍화지반은 심도에 따라 강도의 변화가 크며, 수위가 높고 투수성 지반인 특징을 갖는다. 터널은 주로 비원형 배수터널로 설계되고 NATM 공법으로 시공되었다. 이와 같은 여건의 터널현장에서 발생하였던 붕괴사례를 조사한 결과, 대부분의 붕괴가 터널 어깨 부근으로부터 시작되었고, 구조적으로 완전하지 않은 라이닝, 그리고 지하수와의 연관성 등의 공통적 특징이 확인되었다. 이러한 터널문제는 지반조건, 시공조건, 터널형상 등 경계조건이 복잡하여 한계평형 해석과 같은 종래의 해석적 방법으로 터널안정을 검토하기가 용이하지 않다. 그 가장 큰 이유중의 하나는 터널의 파괴메카니즘에 대한 분명한 정보를 알 수 없는데 있다. 파괴메카니즘의 조사에는 전통적으로 원심모형시험법이 많이 사용되어 왔다. 그러나 화강토지반내의 터널처럼 복잡한 경계조건을 갖는 터널문제에는 적용하기 어렵다. 따라서 이에 대한 하나의 대안으로서 본 논문에서는 지반거동의 비선형성을 고려하는 Coupled 수치해석법을 이용하여 파괴메카니즘을 조사하였다. 수치해석결과의 증분변위벡터, 누적소성편차변형률 그리고 속도특성치(velocity characteristics)의 분석을 통해 실제 붕괴사례와 잘 일치하는 명확한 파괴메카니즘을 파악할 수 있었다. 이로부터 복잡한 경계조건을 갖는 터널 문제의 안정해석을 위한 파괴메카니즘을 조사하는 수치해석적 접근방법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.283-288
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• 2011

내진설계에서 설계자가 제시해야 하는 사항은 구조물의 항복과정이 원칙적으로 연성파괴메카니즘으로 구성되는 것이다. 일반교량의 연성파괴메카니즘은 연결부분과 교각기둥 두 구조부재 중 교각기둥이 먼저 항복하도록 설계되어야 한다. 그러나 불필요하게 강성이 큰 하부구조가 사용되는 국내의 설계관행에 의해 지진하중은 크게 발생하게 되므로 연성파괴메카니즘을 확보하기가 어렵다. 이러한 문제는 내진설계가 기본설계 단계에서 수행되지 않아 발생한다. 이 연구에서는 일반교량을 해석대상 교량으로 선정하고 기본설계 단계에서 연결부분과 하부구조의 설계강도를 결정하는 내진설계를 수행하여, 이러한 설계방식으로 타설계에서 결정되는 구조부재를 변경하지 않아도 연성파괴메카니즘을 확보할 수 있다는 것을 제시하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제3권4호
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• pp.13-19
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• 2004

본 연구에서는 계단식 보강토 옹벽의 파괴메카니즘 연구를 위해 모형실험을 실시한 내용을 다루었다. 보강토옹벽의 모형실험은 성균관대학교 내의 지반시험장에 시험 시공한 계단식보강토옹벽의 원형을 축소하여 모사하였으며, 상사법칙을 이용하여 보강통옹벽에 사용된 재료의 크기 및 물성치를 원형에 가깝도록 축소하여 파괴메카니즘 분석에 신뢰성을 높였다. 또한 파괴메카니즘 분석을 위해 종전의 재하실험 방식과는 달리 자중에 의한 파괴가 가능해짐으로써 원형에 가까운 파괴 형상을 모사 할 수 있었다. 모형 실험의 내용으로는 보강토옹벽의 영향인자라고 할 수 있는 이격거리의 변화 및 보강재 길이변화에 따른 파괴 양상을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.163-172
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• 2014

일반교량 내진설계의 목적은 붕괴방지설계이고 도로교설계기준 내진설계편은 교량구조의 연성파괴메카니즘을 구성하는 설계방식을 제시하고 있다. 그러나 구조형식 또는 현장여건에 의해 연성파괴메카니즘을 구성하는 것이 비합리적인 경우 차선책으로 취성파괴메카니즘을 구성하여 붕괴방지설계를 수행할 수 있다. 연성파괴메카니즘을 구성하는 기존 설계방식과 함께 내진설계편은 연성도 내진설계를 부록으로 제시하고 있다. 연성도 내진설계는 철근콘크리트 교각으로 구성되는 교량에 적용하며 설계자가 하부구조의 소요응답수정계수를 결정하고 이로부터 심부구속철근을 설계하는 방식이다. 이 연구에서는 철근콘크리트 교각기둥과 강재받침으로 설계된 일반교량을 선정하여 기존 설계방식과 연성도 내진설계를 모두 적용한 결과로부터 차이점을 확인하고 설계자가 내진설계를 수행하는 과정에서 두 설계방식을 모두 고려하는 설계절차를 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제15권6호
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• pp.400-410
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• 2005

토사지반에서 얕은 터널을 굴착하는 경우, 터널 막장부의 파괴 메카니즘이 터널 안정성에 큰 영향을 미친다. 본 논문에서는 일련의 굴진장을 고려한 2차원 종 방향 터널 모형 실험을수행하였다. 그 결과 얕은 터널의 파괴 메카니즘은 굴진장이 길어질수록 파괴모드 1에서 파괴모드 2로 변하는 것을 알 수 있었다. 또한, 모형실험결과와 수치해석을 비교하여 터널에 작용하는 최소 지보압과 진행성 파괴 거동에 대하여 분석하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.19-28
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• 2005

본 논문은 보강 사면 파괴메카니즘을 알아보기 위하여 실제 보강 사면을 1/5로 축소하여 실내 실험을 수행하였다. 상사 법칙을 적용하여 모형에 대한 제원을 산정하였으며 실제 시공 조건과 유사한 방법으로 모형 사면을 조성하였다. 보강 사면 파괴 메카니즘을 알아보기 위한 축소 모형 실험은 상대 밀도, 경사, 수직 간격에 따라 성공적으로 수행되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.5-16
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• 2001

소일네일링 구조물의 설계 및 안정해석에 관한 지금까지의 연구는 대부분 굴착 배면지반의 자중만을 고려하여 연구 개발된 굴착사면에 인접하여 하중이 재하되는 경우, 그의 거동에 관한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 원심모형시험기를 사용하여 하중재하시 소일네일링 구조물의 거동과 파괴 메카니즘에 관한 매개변수적 실험을 실시하였다. 매개변수적 실험에서는 네일의 길이 및 간격, 네일의 설치각, 하중재하위치 등을 다양하게 변화시키면서 1g 상태에서 축소모형실험을 실시하는 한편, 30g 및 50g까지 중력수준을 증가시킨 상태에서 상재하중실험을 실시하였다. 실험으로부터 얻어진 결과를 바탕으로 하중-침하 특성, 매개변수의 변화에 따른 영향, 중력수준의 증가에 따른 영향, 파괴메카니즘 등을 비교 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.181-192
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• 2001

이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 E
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• pp.2262-2264
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• 1999

절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부 파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화시키며 부분방전 메카니즘 연구의 한 축을 이룬다. 이에 절연 파괴를 미연에 예측하고 감시하는 기술의 개발은 매우 중요하다. 이러한 관점에서, 부분방전의 메카니즘을 본래의 관점에서 비 선형적으로 해석할 수 있는 기법의 도입은 중요한 의미를 갖는다. 절연체의 부분방전을 시간 전개에 따라 해석함으로써 이후 실시간 감시 시스템 구축에 기초가 될 것이며 지금까지 수없이 시도 되어온 통계적인 방법과의 비교분석 및 데이터 베이스화에 따른 더욱 객관적이고 정확한 감지 결과가 기대된다. 부분방전 신호는 음향센서를 거쳐 개인용 컴퓨터에서 비선형적 해석기법과 통계적인 $\Phi$-q 기법을 적용하여 해석하였으며, 이 해석 결과는 다양한 해석 기준을 제공해 줄 것으로 기대된다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1995년도 정기총회 및 학술발표회
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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)