• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.339-347
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• 2008

본 연구는 지반의 한계변형률을 활용하여 터널의 정량적 안정성 평가를 수행한 것이다. 한계변형률은 지반재료에 대한 새로운 역학적 물성치의 하나이다. 한계변형률 개념은 터널굴착 현장에서 계측된 변위정보와 함께 굴착지반의 변형에 대한 한계치 설정에 활용될 수 있다. 이러한 목적을 위해서 본 연구에서는 한계변형률 개념을 터널 안정성 평가에 활용한 것이다. 먼저, 수치해석 프로그램을 이용하여 터널굴착시 발생한 변위를 역해석 기법에 의해 지반변형률로 산정한 후, 이를 한계변형률 개념에 의해 터널 안정성을 평가하였다. 이어서, 터널시공현장에서 계측된 변위정보를 활용하여 실증적으로 한계변형률 관점에서 터널안정성 평가를 수행하였다. 본 연구를 통해 한계변형률 개념에 의해 터널의 안정성을 정량적으로 평가하는 것이 가능한 것을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권4호
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• pp.403-410
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• 2009

본 논문은 시공현장에서 계측된 변위값을 이용하여, 터널구조물의 안정성을 정량적으로 평가하는 한계변형률 개념의 활용성에 관한 것이다. 한계변형률 개념의 활강성을 높이기 위해서 (1) 변위개념을 활용한 기존의 현장 및 연구사례를 정리하여 한계변형률 개념의 공학적 의미; (2) 터널공학적 및 지반공학적 관점에서 한계변형률 개념의 타당성; (3) 터널굴착에 의해 발생하는 지반의 변위 구분 및 총변위와 계측변위의 관계성; (4) 국내 터널시공 현장의 계측사례를 활용하여 한계변형률 관점에서의 터널안정성 평가; 그리고 마지막으로 (5) 기존에 현장에서 활용된 시공관리기준치를 한계변형률 관점에서 재평가 등에 대한 연구를 수행하였다. 결론적으로, 한계변형률 개념은 터널공학적인 측면에서 타당한 근거가 있으며, 통일된 관리기준으로 활용가능 한 것으로 평가되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제10권4호
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• pp.337-347
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• 2008

한계변형률은 지반재료에 대한 새로운 역학적 물성치중에 하나이다. 터널공학에서 정립된 한계변형률 개념은, 터널현장에서 계측된 변위를 이용하여 굴착지반의 변형에 대한 한계치 설정에 활용될 수 있다. 본 연구에서는, 실제 터널시공현장에서 계측된 변위를 분석하여 터널에 대한 정량적 안정성을 평가한 것이다. 특히, 터널막장 전방의 선행변위를 이용하여, 터널총변위 관점에서 한계변형률 개념을 검토하였다. 그 결과, 선행변위 유무에 따른 터널안정성의 변화 특성을 한계변형률 도표상에서 파악할 수 있었다.

• 기계저널
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• 제29권3호
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• pp.244-252
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• 1989

평면변형조건에서 성형한계를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 방법을 개발하는 것도 중요하다. 평면변형조건에서의 성형한계를 구하는 데에는 펀치 스트레칭이 주로 이용되지만 그 외에도 여러 가지 방법들이 시도되고 있다. 평면변형조건에서 펀치스트레칭 시험을 행하여 파단이 일 어날 때까지의 펀치 행정거리를 한계 돔 높이(limiting dome height)라 하여 선진 제국에서는 박판금속의 성형성에 대한 품질관리 수단으로서 이용하고 있다. 우리나라의 박판금속의 성형 업계에서도 새로운 공정의 개발에 있어서 성형한계도와 변형측정법을 이용하므로서 시행착오를 줄이고, 한계돔 높이에 의한 품질관리기법을 이용하므로서 불량율저감 및 생산성 향상을 기할 필요가 있다 하겠다. 각종 재료에 대하여 측정한 성형한계에 관한 자료는 그 대표적인 값(예를 들면, 평면변형에서의 성형한계 값)으로서 컴퓨터에 저장하여두면 성형성에 대한 CAE에 의한 분석시에 편리하게 이용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.321-329
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• 2009

국내 암석의 일축응력상태와 삼축응력상태의 한계변형률 특성을 연구하고자 국내에 분포하는 6종류의 암석을 대상으로 실내 일축 및 삼축압축시험을 실시하였다. 일축압축실험에 의한 일축압축강도는 대부분 1~100MPa의 범위이었고, 한계변형률도 0.1~1.0%에 위치하여 전반적으로 Sakurai(1982)가 제시한 상 하부 경계선 내에 분포하였다. 그리고 암석의 파괴/한계변형률의 비(${\varepsilon}_f/{\varepsilon}_0$)는 일축강도에 따라 1.0~1.8의 범위로 모두 1.0 이상 나타났다. 삼축압축실험에 의한 한계변형률은 모든 암석에서 0.8%이하로 일축압축실험에서의 최대 한계변형률 1.0% 보다 작은 값을 보였으며, 일축 및 삼축압축실험로부터 산정된 값은 거의 대부분의 암석시료에서 1.0~8.0정도의 범위였다. 본 연구를 통하여 삼축응력상태인 암반의 파괴변형률(${\varepsilon}_{f3}$)은 일축응력상태의 파괴변형률(${\varepsilon}_{f1}$)에 비하여 1.0~8.0배 정도 크고, ${\varepsilon}_{f1}$은 일축응력상태의 한계변형률(${\varepsilon}_{01}$)보다 1.0~1.8배정도 크게 나타나 암반터널 변위계측에 의한 안정성 기준치를 일축강도에 따른 한계변형률(${\varepsilon}_{01}$)로 규정하는 것은 안정측 관리기준이 되는 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1407-1416
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• 1991

본 연구에서는 Liu의 수식화를 바탕으로 가공 경화성을 고려하여 수식화를 재 구성하고, 유한요소 프로그램을 개발하여 평면 변형 인발문제를 극한 해석함으로써, 성형에 필요한 한계 하중 및 최적 속도장을 직접적으로 구하였다.수렴되어진 최적 속도장으로 각 요송에서의 변형률 속도, 변형률 및 격자 변형등을 수치적으로 계산함 으로써 가공에 따른 변형 특성도 파악하였다. 한계 하중은 항공기 구조용 소재인 알 루미늄 6061 재료를 이용하여 판재 인발 실험을 행함으로써 얻은 결과치와 비교 검토 하였으며, 유동 특성을 관찰하기 위하여 격자 왜곡(grid distortion) 실험을 하여 얻 은 변형 패턴과 수치 계산에서 구한 격자변형 패턴을 상호 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권6호
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• pp.11-20
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• 2013

5층 이하 비내진상세를 가지는 철근콘크리트 건축물의 지진시 긴급 위험도 평가를 위한 부재의 정량적 손상도 평가 기준을 제시하기 위하여 실대형 크기의 철근콘크리트 1층 1경간 골조 실험체의 정적실험을 실시하였다. 실험결과, 실험체는 기둥의 휨항복후 전단파괴에 의하여 파괴되었으며, 기둥과 접합부에 균열, 압괴 등의 손상이 발생한 반면, 보에는 균열 등의 손상이 거의 발생하지 않았다. 이와 같이 비내진상세를 가지며 휨항복후 전단파괴하는 철근콘크리트 기둥의 손상도를 5단계로 분류하고 손상단계별 한계상태를 평가하기 위한 정량적 기준으로서 지진시 상대적으로 측정이 용이한 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭을 이용하였다. 손상한계상태의 잔류 층간변형각 및 잔류 균열폭은 실험결과에 따른 손상한계상태의 최대 층간변형각과의 관계에 의하여 결정하였으며, 한계 최대 층간변형각은 실험결과에 의한 부재의 하중-변형 관계 및 손상발생 현황을 바탕으로 결정하였다. 한계 잔류 층간변형각은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 층간변형각 중의 최대값 이상이 되도록 하였으며, 한계 잔류 균열폭은 해당 최대 층간변형각에 의한 잔류 전단균열폭의 최소값 및 잔류 휨균열폭의 평균값으로 결정하였다. 한편, 본 논문을 통하여 제시한 손상한계상태의 잔류 층간변형각과 잔류 균열폭은 지진으로 동일한 부재 변형이 발생할 경우 내진설계가 실시된 부재를 대상으로 하는 국외 손상도 평가 기준에 의한 값보다 작은 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.557-560
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• 2009

본 연구에서는 건물의 규모, 용도 및 형식 등에 따라 다양하게 요구되는 성능에 대응할 수 있도록 하기 위한 성능설계에 대한 개념을 검증하고, 강구조 건축물의 특성을 고려한 성능레벨 및 성능한계에 대한 분류방법을 제안하였다. 또한 강구조 건축물의 경우 강도가 높고 경량인 특성에 의해 다른 구조형식에서는 크게 고려하지 않아도 되는 거주성능 및 진동특성을 제어하여 기능을 유지하기 위한 성능레벨을 설정하여 구조물이 항복하기 전의 성능레벨을 기능유지 및 무손상의 2단계로 제시하고, 이 때의 한계치를 기능한계 및 손상한계로 구분하였다. 강구조 건축물의 손상한계를 정의하기 위해 강구조 건축물의 설계 예를 이용하여 항복 층간변형각을 조사하였다. 그 결과 구조물의 손상발생을 억제할 수 있는 손상한계를 규정하기 위해 주로 사용하고 있는 층간변형각은 구조형식 및 설계방법에 따라 편차가 크게 나타나고 있으므로 손상한계치의 층간변형각을 임의로 설정하는 것은 매우 어려우며 향후 이에 대한 해석적, 실험적 검증이 필요할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.129-136
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• 2001

본 논문에서는 석탄회 매립지반의 액상화 가능성을 평가하기 위해 순수 모래시료와 더불어서 모래시료와 석탄회가 혼합된 모래시료에 대한 일련의 진동삼축실험을 변형률제어 방법으로 수행하였다. 실험결과 진동하중에 의해서 시료 내에 발생하는 간극수압의 크기는 작용하는 전단변형률의 크기에 심각하게 영향을 받고, 작용하는 전단변형률이 지반의 한계전단변형률 보다 작은 경우에는 진동수가 높은 조건에서도 간극수압이 발생하지 않음을 알았다. 또한 전단변형률이 약 0.1%보다 작고 한계전단변형률에 가까운 경우에는 순수 모래시료와 비교하여 본 논문에서 조사한 석탄회 함유율 범위 (10%~30%)의 시료에서 간극수압이 더 크게 발생하였다. 반면에, 전단변형률이 큰 경우에는 순수 모래시료에서 간극수압이 크게 발생하는 추세를 보였다. 반복 전단에 따른 간극수압의 발생량은 전반적으로 석탄회 함유율이 증가할수록 커지는 경향을 보였다. 이러한 결과를 근거로 해안이나 하천에 인접한 한계지 개발에 있어서 사질토에 석탄회를 혼합 매립하여 지반을 조성하는 경우에 액상화에 대해서 불안정한 지반이 될 가능성이 있는 것으로 판단되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권5호
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• pp.47-56
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• 2003

본 논문에서는 기존 IWAN 모델을 수정하여 사질토 지반의 반복경화 현상을 나타낼 수 있는 지반의 반복경화모델을 개발하였다. 일반적으로 동적하중을 받는 지반재료는 하중 반복회수에 따라 동적 거동특성이 변화하게 되며 이는 반복 경화 및 연화현상으로 나타난다. 본 논문에서는 등방 경화 또는 등방 연화 거동을 하는 스프링슬라이더 요소를 기존 병렬 IWAN 모델에 추가함으로써 지반의 동적 변형특성 표현이 가능하였다. 등방 경화 거동을 보이는 요소들의 항복 응력은 각각 반복 경화함수에 의하여 증가하도록 정의되었으며, 반복 경화함수는 대칭 한계를 가지는 동적 비틂전단 시험결과로부터 정의되었다. 이렇게 정의된 반복 경화함수는 지반의 동적 변형 특성을 묘사하기 위하여 하나의 독립 변수를 가지게 되며, 사용된 독립변수는 지반의 동적 한계 변형률의 특성을 포함하는 누적전단변형률로 사용되었다. 누적 전단변형률은 반복 전단한계 변형률 이상의 변형률의 누적으로 정의되며, 역재하 및 재재하 곡선에서는 Masing의 법칙을 적용하여 계산될 수 있다. 본 논문에서는 모델의 개발과정을 서술하였고, 모델에 대한 검증은 동반논문인 검증편에 설명하였다.