• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.61-68
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• 2008

교통하중이 작용하는 노반의 응력-변형율 간의 상관성의 특징을 나타내기 위하여 회복탄성계수가 사용되어왔다. 최근 도로의 경우 노반의 설계에 있어 AASHTO에서 제안된 역학적-경험적 설계가이드에 따라 회복탄성계소의 사용이 더욱 권장되는 실정이다. 이에 비해 국내 철도의 노반설계에 있어서는 정적실험 결과인 $K_{30}$이나 변형계수를 사용하고 있는 실정이다. 따라서 철도노반의 설계에 있어 회복탄성계수의 적용 가능성에 대한 평가가 이루어져야 할 것이다. 본 연구에서는 14종의 점성토 흙에 대하여 회복 및 영구변형 특성에 대한 평가를 위하여 기본 물성실험, 일축압축실험 그리고 회복탄성계수 실험을 수행하였다. 또한 일축압축 실험결과와 접선탄성계수, 일축압축강도, 파괴시 변형율 첨두 강도에서의 할선탄성계수와 항복변형율을 바탕으로 회복탄성계수 추정을 위한 예측모델이 제안되었다. 본 연구에서 제안된 예측모델은 실측결과와의 비교시 만족할 만한 값을 보이는 것으로 확인되었다. 다만 회복탄성계수 실험시 발생하는 영구변형에 대해서는 현재 고려하고 있지 않다.

• 유변학
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• 제7권3호
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• pp.203-210
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• 1995

전기장 하에서 폴리아닐린/미네랄 오일 현탁액의 유변학적 특성에 관한 실험적인 연 구를 큐엣 셀 형태의 레오미터를 사용하여수행하였다. 폴리아닐린 현탁액은 전기장을 가해 줄 때 점도가 크게 상승하는 현상을 보였고 부피분율과 전기장의 3/2승에 비례하는 동적 항 복응력을 나타내었다. 작은 변형 진폭의 동적 상태 실험을 통하여 저장계수와 손실계수를 변형진폭, 변형의 구동 주파수 및 전기장의 함수로 나타내었다. 저장계수는 전기장을 증가시 킬 때 증가하나 손실계수(5wt%)는 약한 전기장 의존성을 보였다. 낮은 응력을 가해줄때의 크립과 회복곡선은 초기의 순간적인 변형 증가와 지연되는 변형 그리고 회복 불가능한 영구 적 변형으로 구성되어진다. 탄성 한계 항복응력은 전기장의 세기가 증가함에 따라 증가하였 다. 매우 작은 변형에서는 응력과 변형사이의 선형적 관계를 보여 고체와 유사한 거동을 나 타내었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.15-21
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• 2013

일반적으로 도로 포장체 영구변형의 해석은, 먼저 포장체를 층이 진 탄성체로 가정하고 회복탄성계수를 통해 포장체의 회복변형률을 계산하고, 이로부터 다시 실내시험을 통해 얻어진 방정식을 이용하여 영구변형률을 산정하게 된다. 회복탄성계수를 통하여 포장체 내의 응력을 산정할 경우, 포장 내 노상토 상부의 응력은 반복하중으로 인한 노상토의 영구변형 증가를 고려하지 않은 회복탄성계수로부터 결정되므로, 영구변형이 지반 및 포장체에 미치는 영향은 응력 산정 시에 고려되지 않는다. 또한, 토목섬유 등으로 보강된 포장체 등의 거동은 해석에 한계가 있다. 본 논문에서는 기존에 회복탄성계수를 사용하여 포장체의 탄성거동을 계산하는 방식과 달리 하중반복회수의 함수인 할선탄성계수를 사용하여 영구변형을 측정할 수 있도록 새로운 모델을 제안하고, 본 모델 적용과 모델계수 산정의 예를 보인다. 제안된 할선탄성계수를 통한 해석은 비포장 도로 상의 교통으로 인한 영구변형의 예측이나 아스팔트 포장 전 노상토나 기층상부에 가해지는 공사차량으로 인한 영구변형의 산정에 적용가능 할 것으로 판단한다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.63-74
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• 2008

교통하중하의 포장구조체에 대한설계나 비선형해석에 있어 도로하부재료의 회복변형특성이 활용되고 있으나 국내에서는 관련연구가 매우 미진한 실정이다. 또한 매우 제한적인 범위의 자료만이 회복탄성계수를 추정하는데 활용되고 있어 본 연구에서는 도로기초 지반재료인 보조기층과 노상토를 대상으로 비선형특성을 파악하기 위한 반복재하 회복탄성계수 시험을 실시하였다. 또한 이를 토대로 응력조건을 고려한 회복탄성계수 예측모델과 적합한 응력의존 모델을 결정하고 이를 이용하여 유한요소 해석방법을 활용하여 포장체 및 도로하부 지반재료에 대한 거동을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.15-24
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• 2007

본 논문은 도로기초 입상재료의 응력의존적인 특성을 고려한 응력의존적 재료 상수의 적용을 통하여 층 변형예측을 수행하는 간편한 방식을 소개한다. 이 방법은 Unbound지반재료에 대하여 회복변형과 영구변형을 구분하여 고려하며 두 변형의 상호작용을 적용하지 않는 방식이다. 그 결과 회복변형 탄성계수와 포와송비를 포함한 해석모형은 상호작용이 고려되지 않아도 현장에서의 도로기초 변형을 예측할 수 있음을 잘 보여주고 있다. 또한 응력의존 탄성계수와 응력의존 포와송 비 모형에서 가장 영향을 많이 미치는 계수를 찾기 위하여 민감도분석을 실시하였다. 이러한 분석결과를 토대로 응력의존에 의하여 변형 예측시 나타나는 경향을 살펴보았다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.257-262
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• 2008

반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.49-62
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• 2008

본 논문은 대표적인 도로상 지반재료에 대한 반복하중 작용시 변형특성을 평가하였다. 회복변형과 영구변형의 중요한 두 가지 계수를 반복재하 삼축시험의 결과를 통하여 추정하였다. 또한 응력상태와 환경조건, 그리고 재료특성을 각각 고려하여 영향을 비교 분석하였다. 국내 도로지반재료는 억물림과 변형후 회복적인 특성으로 인해 재료의 영구변형은 일정한 증가율을 가지며 이후 거의 일정변형율로 수렴하는 것으로 관측되었다. 연구결과선정된 영구변형 모델과 계수는 일정한 회수의 반복하중이 가해진 이후 변형을 예측하는데 적합함을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제2권2호
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• pp.149-161
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• 2000

회복탄성계수$(M_R)$로 표현되는 보조기층 재료의 탄성계수는 연성 포장체의 역학적 설계에 대단히 중요한 물성치이다. 그러나 반복재하식 $M_R$ 시험을 일상적 시험으로 적용하기에는 너무 시험과정이 복잡하고, 고가이며, 많은 시험시간을 필요로 한다. 본 연구에서는 보조기층 재료의 변형특성을 고려하여 현장공진주시험(EF-RC)을 이용한 대체 $M_R$ 시험법을 개발하였다. 보조기층 재료의 변형특성 평가를 위하여 변형률 크기 및 평균주응력의 탄성계수에 대한 영향을 조사하였다. 제안한 대체 $M_R$ 시험법으로 결정된 탄성계수와 반복재하식 $M_R$ 시험에서 결정된 회복탄성계수는 서로 잘 일치하여 제안된 기법의 효용성을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2C호
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• pp.71-79
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• 2009

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.229-236
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• 2015

본 연구는 에폭시 아스팔트 포장 내부 상태 평가를 위해 이동 차량하중 모사가 가능한 회복탄성계수 실험과 LWD 실험을 수행하였다. 회복탄성계수 실험에서 측정된 변위는 일반 아스팔트와 달리 잔류변형이 매우 미소한 수준으로 탄성변형과 유사한 거동을 보여 정상 상태로 해석해도 무리가 없는 것으로 나타났다. 회복탄성계수에서 측정된 변위 결과를 처짐 탄성계수로 변환 후 1 SIGMA 단계를 적용하여 정상 처짐 탄성계수 범위를 산정하였다. $60^{\circ}C$에서의 파손 의심 처짐 범위와 하중-변위 선도 개형으로 포장 내부 상태를 예측하였다. 정상 표면처짐 구간인 $140{\mu}m$의 일부 구간에서 수분 침투 및 접착성능 저하가 관찰되었으나, 하중-변위 선도 개형에서 변곡점 발생 구간으로 확인되었다. 현장 확인 결과 제시된 기준은 높은 수준의 정확도를 보이는 것으로 나타났다.