• 콘크리트학회지
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• 제6권1호
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• pp.131-141
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• 1994

본 실험적 연구는 강섬유의 길이와 혼입율이 콘크리트의 파괴인성과 강도에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수행되었다. 강섬유의 길이(30,60mm)와 혼입율(0.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0%)을 달리한 노치를 가진 강섬유보강콘크리트 보를 제작하여 3점 휨시험을 하였으며, 그 실험결과로부터 파괴에너지, CMOD 및 휨강도 등을 구하였다. 또한 파괴에너지로부터 콘크리트의 파괴인성을 평가하였다. 연구결과, 콘크리트의 파괴인성과 강도는 전반적으로 강섬유의 혼입율이 증가할수록 증가하였으며 강섬유의 길이는 휨강도에는 큰 영향을 주었으나 파괴인성과 압축강도에는 거의 영향을 주지않았다. 또한 강섬유의 분산성, 시공연도 및 굵은골재의 최대치수 등을 고려할 때, 콘크리트의 파괴인성과 강도측면에서 강섬유의 혼입율은 1.0%정도가 최적이라 판단되며, 그길이가 긴 경우 약간 유리하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.161-167
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• 2001

RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험은 하중-변위곡선 형상이 불규칙하고 안정된 균열 발생 후 최종 균열이 발생하기 때문에 정확한 파괴인성을 구하는 것은 어렵다. 그러나 디스크 시험은 균열개시하중만 알면 쉽게 파괴인성을 구할 수 있다. 따라서, RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험보다 파괴인성 계산의 편리함을 보이기 위해 중앙에 노치가 있는 고강도 콘크리트 디스크를 실험하여 실험결과와 유한요소해석에 의한 결과를 비교하였다. 또한 실험에 의한 파괴 포락선과 이론에 의한 파괴 포락선도 비교하였으며, 콘크리트 강도수준에 따른 파괴특성의 차이를 나타내었다. 본 연구의 결과는 다음과 같다 유한요소해석과 실험결과를 비교해 볼 때, 최대 원주방향 인장응력 이론을 적용한 유한요소해석은 실험결과와 좋은 일치를 보였다. 그리고 콘크리트의 강도수준에 따른 파괴특성의 차이는 균열개시하중과 파괴인성 등에 영향을 끼치지만 최종 균열전파각의 변화에는 큰 영향이 없었다. 또한, 최대 원주방향 인장응력이론에 의한 파괴 포락선과 실험에 의한 포락선이 일치하지 않는 이유는 콘크리트에서 혼합모드와 면내전단모드(모드 II) 파괴를 유발하는 데 필요한 에너지량이 크기 때문이라고 판단된다

• 한국도로학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.185-197
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• 2001

본 연구는 온도에 따라 특성이 변하는 아스팔트 콘크리트의 파괴인성을 규명하기 위하여 기존의 유효균열 모델을 수정하는 연구를 다루고 있다. 본래의 ECM모델은 콘크리트와 같은 고체에 적용되도록 개발되어 재료의 포아슨 비를 고려하지 않는다. 하지만 아스팔트 콘크리트는 온도변화에 민감하여 온도에 따라 포아슨 비가 변화하므로 다양한 온도하에서 정확한 파괴 특성을 알기 위해서는 포아슨 비가 고려되어져야 한다. 3개의 개질아스팔트 결합재를 포함한 4가지 결합재를 사용하여 밀입도 아스팔트 혼합물을 제조하여 초기균열 보에 대한 3점 휨 시험을 $-5^{\circ}C$부터 $-35^{\circ}C$까지에서 수행하였다. 탄성계수, 휨강도 및 파괴인성을 시험을 통하여 구하였다. 시험결과 포아슨비가 고려되는 수정 ECM 공식을 사용하므로서 보다 정확한 값들을 얻을 수 있었다. 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반아스팔트 혼합물에 비하여 더 낮은 저온하에서 더 높은 강성과 파괴인성을 유지함을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.371-378
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• 2001

콘크리트의 파괴 특성을 평가하기 위한 매개변수, 모델, 그리고 시험방법 등이 현재 많이 제안되고 있으며, 이러한 발전으로 최근에는 콘크리트의 비선형 파괴와 준취성 파괴를 해석 가능하게 하고 있다. 이 논문에서는 파괴 매개변수에 대하여 간략히 소개하고 3점 휨시험을 시행하여 콘크리트의 파괴인성을 나타내는 J-적분값 ($J_{Ic}$ )과 다른 매개변수($K_{Ic}$ , $G_{F}$ )를 비교하였다. 콘크리트 보 시험체의 두께(width)와 노치 길이에 따라 파괴인성값이 어떻게 변화하는지를 실험적으로 고찰하였고 콘크리트 파괴 인성을 측정하기 위해서 응력-변위 곡선을 사용하였다. $G_{F}$ 와$ J_{Ic}$ 의 값은 노치 길이가 클수록 감소하는 경향을 보이며 $G_{F}$ 가 $J_{Ic}$ 보다 덜 민감한 반응을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 콘크리트 파괴 인성 매개변수로써 전자가 후자보다 더 유용한 것으로 나타났다. $G_{v}$ 와 $J_{Ic}$ 의 값은 콘크리트 시험체 두께가 75mm에서 150mm로 커질 때 증가한다. 따라서, 시험체 두께의 영향이 콘크리트 파괴 인성을 결정할 때 고려되어져야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-196
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• 2006

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.690-695
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• 2004

본 연구에서는 무기(강, 아스베스트와 카본) 및 유기(폴리아크릴과 폴리아마이드) 섬유가 포트랜드 시멘트의 물성 보강에 미치는 영향을 조사하였다. 각 시편의 하중-변형 관계도로부터 굽힘강도, 탄성계수, 파괴에너지 및 파괴인성 값을 구하여 서로 비교하였다. 그리고 따로 충격에너지 실험도 수행하였으며 파괴에너지와 비교하였다. 휨강도 개선에는 무기(아스베스트) 섬유보강이 가장 효과적이었으며, 충격에너지의 보강섬유로는 유기(폴리아크릴) 섬유가 가장 좋았다. 한편 강 섬유는 휨 강도와 충격에너지 양자를 동시에 보강하는 데에 가장 적합했다. 또한 강 섬유는 모든 섬유 중에서 가장 높은 파괴에너지와 파괴인성 값을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.25-37
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• 1993

본 논문은 강섬유보강 콘크리트의 인성을 평가하기 위하여 비선형 파괴역학 파라메터의 하나인 J적분이 최대하중점 파괴기준이 적용될 때 휨시험으로부터 하중-처짐곡선으로부터 간편하게 사용될 수 있음을 설명하고, 강섬유로 보강된 고강도콘크리트를 대상으로 노치를 가진 휨시험편을 제작하여 3점 재하실험을 실시하고, 그것으로부터 $J_{IC}$와 선형파괴역학 파라메터인 $K_{IC}$와 $G_{IC}$를 얻고 각각을 비교 고찰하였다. 그 결과, 강섬유보강 콘크리트의 파괴인성을 평가하기 위해서는 $J_{IC}$가 $K_{IC}$나 $G_{IC}$보다 더 효과적임을 알 수 있었다. 또한 강섬유 혼입률 0.5% 이하에서는 고강도콘크리트의 인성의 증진효과가 거의 없었으나, 섬유혼입률 1.0% 이상에서는 $J_{IC}$가 뚜렸한 증가를 보이고 있어 콘크리트의 개선된 인성특성을 잘 나타내고 있었으며. $K_{IC}$나 $G_{IC}$는 그렇지 못하였다. 그러나, $J_{IC}$의 정량화에 이용하는 공시체의 크기는 $J_{IC}$의 계산에 필요한 최대강도점에서 포텐셜에너지의 변동이 적고 시험편의 취급도 간편한 공시체의 선택이 필요하며, $J_{IC}$ 의 실험적 평가에 의해서 얻어지는 결과는 최대하중점에서 얻어짐으로 인하여 최대하중점의 선정에 아주 크게 좌우되는 문제점을 가지고 있다. 따라서, 강섬유 보강 콘크리트와 같은 비균질(非均質) 재료(材料)의 경우에는 균열의 진전과정(進展過程)이 불규칙적이므로 균열 발생점을 바르게 찾아내는 측정기술(測定技術)과 정도상(程度上)외 문제점을 포함하여, 파괴인성에 대한 좀 더 바람직한 평가방법 등이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권1호
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• pp.27-33
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• 2017

본 연구에서는 상용 해석코드인 LS-DYNA 상에서 선택된 금속과 암석을 대상으로 파괴인성시험 과정을 모델링하였다. 이 시험은 각봉의 3점 휨 시험을 토대로 한 것이다. 이 시험을 수행하는 데에는 비교적 긴 시간이 소요되므로 해석과정에서는 Newmark 법을 사용하는 묵시적 해석법을 채택하였다. 본 해석을 통해 얻은 응력확대계수의 값은 금속과 암석의 경우에 각기 $73MPa.m^{0.5}$과 $0.3MPa.m^{0.5}$이었다. 암석 재료모델의 파괴인성 값이 이렇게 작게 나타난 것은 작성된 재료모델이 암석의 특징적인 성질인 취성을 잘 표현하고 있다는 의미이다.

• 콘크리트학회지
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• 제5권1호
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• pp.145-155
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• 1993

본 연구에서는 표면부를 에폭시 폴리머 모르터로 하고 , 중심부를 발포 폴리스티렌으로 하는샌드위치 패널을 제조하여, 표면부를 용접철강으로 보강한 경우와 보강하지 않은 경우에 대하여 4강 단순지지 조건에서의 정적 차 통해 하중-처짐, 휨모멘트-변형률, 파괴양상 등을 구명하였다. 단위중량, 극한가중, 휨모멘트는 중심부의 두께보다 표면부 두께에 더 큰 영향을 받으며 극한처짐은 보강안된 경우 표면부 보다 중심부 두께의 영향이 월등히 컸으마 보당된 경우는 표면부나 중심부 두께의 영향이 비슷하였다. 그러나 용접철망의 보강은 샌드위치 패널의 처짐억제 보다 인성증가에 기여도가 높은 것으로 나타났다. 샌드위치 패널의 파괴양상은 보강하지 않은 경우 선형파괴가 일어난데 비해 보강한 경우에는 방사상의 파괴가 일어났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.851-858
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• 2004

본 연구는 디스크로 콘크리트의 파괴인성을 구하는 경우에, 적절한 디스크의 크기(직경, 두께) 및 노치 길이 비를 제안하기 위해서 다양한 크기의 디스크와 RILEM 3점 휨 보의 파괴인성을 비교하였다. 또한 이렇게 정해진 디스크에 대하여 디스크의 노치 경사를 변화시키는 방법으로 혼합모드 응력확대계수를 조사하였다. 실험에 사용된 콘크리트의 압축강도는 44.9MPa이었으며 모드 I 시험에 사용된 디스크의 직경은 200, 300, 400mm 두께는 75, 100, 125mm, 노치 길이 비 a/R은 0.3, 0.4, 0.5, 0.6이고 혼합모드 시험에 사용된 치수는 직경이 300mm, 두께는100mm 노치 길이 비 a/R은 0.3, 0.4, 0.5, 0.6이었다. 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA), 5개항 근사법, 소균열 근사법, Fowell & Xu의 방법으로 구하고 각각의 결과를 서로 비교하여 해석방법의 타당성을 조사하였다. 모드 I 실험 결과 디스크의 직경 D가 300mm이고 두께 t가 100mm일 때의 파괴인성 $K_{IC}$ 값이 RILEM 3점 휨 시험의 결과에 가장 근접하여 디스크 시험으로 파괴인성치를 쉽게 구할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다.