• Geomechanics and Engineering
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• 제21권2호
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• pp.201-206
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• 2020

A stress-induced brittle failure in deep tunneling generates spalling and slabbing, eventually causing a v-shaped notch formation. An empirical relationship for the depth of the notch to the maximum tangential stress assuming an equivalent circular cross-section was proposed (Martin et al. 1999). While this empirical approach has been well recognized in the industry and used as a design guideline in many projects, its applicability to a non-circular opening is worth revisiting due to the use of equivalent circular profile. Moreover, even though the extent of the notch also contributes to notch failure, it has not been estimated to date. When the estimate of both the depth and the extent of notch are combined, a practical and economically justifiable support design can be achieved. In this study, a new methodology to assess the depth as well as the extent of notch failure is developed. Field data and numerical simulations using the Cohesion Weakening Frictional Strengthening (CWFS) model were collected and correlated with the three most commonly accepted failure criteria (σ₁/σ₃, D_is=σ_max/σ_c, σ_dev/σ_cm). For the numerical analyses, the D-shaped tunnel was used since most civil tunnels are built to this profile. Inferential statistical analysis is applied to predict the failure range with a 95% confidence level. Considering its accuracy and simplicity, the new correlation can be used as an enhanced version of failure assessment.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 1998년도 춘계학술대회논문집
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• pp.220-223
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• 1998

The failure of die often occurs as a result of growth of microcracks - referred as a brittle damage. In this study, an analysis of brittle damage evolution cupled with elastic finite element analysis of die deformation is presented. A local transformation from the tractions of a workpiece mesh to those of a die mesh is developed. The brittle damage is defined as a vector considering the shape of common microcracks in the brittle metals and the damage function suggested by Krajcinovic is utillized. Applications of the proposed model to modeling damage evolution in the extrusion die and forging die are given and the characteristics of brittle damage evolution in die are in detail examined.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.73-76
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• 2008

과거 지진피해 조사에 의하면 건물이 많은 피해를 입었으며, 현재 널리 보급되어진 저층 철근콘크리트(RC) 건물도 예외는 아니었다. 우리나라의 경우 과반수이상이 저층 RC 건물로서 대규모지진이 발생한다면 저층 RC 건물에 거대한 피해가 발생할 것으로 예상된다. 한편, 대다수의 저층 RC 건물은 다양한 수평저항시스템으로 이루어져 있으며, 이것들은 각기 다른 변위에서 파괴될 것으로 판단된다. 그 가운데에서도 강성 및 강도는 높지만 소성영역에서 극취성적인 파괴성상(Extremely Brittle Failure)을 보이는 극단주(Extremely Short Column)(본 연구에서는 h/D<2 인 기둥을 극단주라 정의함, h: 순높이, D: 폭), 전단벽 등의 전단파괴형 부재 및 비교적 강성 및 강도는 낮지만 연성능력이 우수한 기둥 등의 휨파괴형 부재는 전형적인 수평저항시스템으로 다수의 피해지진에 의하여 그것들의 중요성이 대두되었다. 일반적으로, 극취성파괴형 부재를 포함한 전단파괴형 부재가 지진시 파괴되면, 건물의 수평저항능력은 급속히 저하되며, 전단파괴형 부재의 내력이 휨파괴형 부재의 내력에 비해 비교적 높다면, 전단파괴형 부재의 파괴가 건물 전체의 파괴를 야기할 것이다. 본 연구에서는 상기 전단 파괴형 부재의 지진시의 손상메커니즘을 파악할 목적으로 전단파괴를 하는 철근콘크리트 기둥(극단주) 실험체를 계획 제작하여 유사동적실험(Pseudo-dynamic Test)을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.95-104
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• 2013

최근 시멘트혼합토(CSG)가 많은 설계 시공에 적용되어지고 있다. CSG재료는 경화 초기엔 흙과 같은 역학적 특성을 보이지만 시간이 경과함에 따라 점차 콘크리트 재료적 특성을 발현하게 된다. 경화된 시멘트혼합토는 작은 변형률에서 최대강도가 발현되고 이 후 급격한 취성파괴에 도달하는 탄성적인 성질을 띠게 된다. 본 연구에서는 이러한 CSG재료의 취성거동특성을 완화하고 상대적으로 취약한 인장성능을 개선하고자 PVA 섬유보강재를 적용하였다. 섬유보강 CSG재료는 재하시 하상시료와 섬유사이의 결합력으로 섬유에 인장력이 발생하여 혼합시료의 인장강도 증가와 급작스런 취성파괴발생을 방지할 수 있다. 실험결과 섬유보강만으로도 CSG재료의 응력-변형특성을 취성파괴에서 연성파괴로 유도할 수 있으며, 섬유보강에 의한 잔류강도 증가효과를 확인 할 수 있었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.641-646
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• 2002

FRP-concrete composite slab is consisted of brittle materials and then shows brittle failure mechanism. This study suggests a new design approach that FRP-concrete composite slab leads to ductile failure, and investigates their failure behaviors for two types of section by numerical analysis. Box-type section is higher than I-type section in load capacity to required FRP quantity. Each section was designed so that the strain of FRP plate is 50% to its ultimate strain on initiation of concrete crushing, and it is verified that displacement ductility is more than two. Ductility capacity can be improved by reducing the strain of FRP on initiation of concrete crushing, but as the strain of FRP is reduced load capacity to required FRP quantity is also reduced. Therefore section optimization study is needed considering safety and economical efficiency.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.389-410
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• 2007

불연속면의 빈도가 높지 않은 견고한 암반의 경우 굴착시 공동 주변 영역에서의 파괴나 변형 특성은 형성되어 있는 초기응력 조건과 강도 특성에 절대적인 영향을 받는다. 과도한 초기응력장은 굴착 공동 주변에 점진적이고 국부적인 취성파괴를 유발시킴으로서 시공의 안정성과 경제성을 확보하는데 장애요인으로 작용할 수 있다. 이 논문에서는 응력 수준과 터널형상에 따른 공동 주변의 취성파괴 거동 특성을 파악하기 위해 축소된 터널 시험체를 이용한 이축압축시험과 입자 결합모델을 이용한 개별요소법의 일종인 $PFC^{2D}$ 해석에 의한 연구를 수행하였다. 실내 이축압축시험을 통해 취성파괴의 발생 영역과 형태 면에서 실제 암반 공동 주변에서 발생된 파괴 특성과 유사한 파괴 거동을 모사할 수 있었다. 모형시험체에 대한 이축압축시험 결과 최소 주응력 방향의 공동 단면 곡선부에서는 균열이 표면에서 개시된 후 내부로 진행되어 국부적인 노치형 파괴영역이 형성되었다. 이에 비해 모서리와 직선부의 경우 공벽 표면과 내부에서 발생된 균열들의 상호 연결, 결합에 의해 대규모의 노치형 분리면이 유도되고 곡선부에 비해 큰 파괴영역이 형성되는 것으로 조사되었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권5호
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• pp.391-402
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• 2011

It is clear from the former researches on reinforced concrete filled steel tubular (RCFT) structures that RCFT structures have higher strength and deformation capacity than concrete filled steel tubular (CFT) structures. However, in the case of actual applications to large-scaled structures, the thin-walled steel tube must be used from the view point of economic condition. Therefore, in this study, compression tests of RCFT columns which were made by thin-walled steel tube or small load-sharing ratio in cooperation with high strength concrete were carried out, meanwhile corresponding tests of CFT, reinforced concrete (RC), pure concrete and steel tube columns were done to compare with RCFT. By the a series of comparison and analysis, characteristics of RCFT columns were clarified, and following conclusions were drawn: RCFT structures can effectively avoided from brittle failure by the using of reinforcement while CFT structures are damaged due to the brittle failure; with RCFT structures, excellent bearing capacity can be achieved in plastic zone by combining the thin-walled steel tube with high strength concrete and reinforcement. The smaller load-sharing ratio can made the reinforcement play full role; Combination of thin-walled steel tube with high strength concrete and reinforcement is effective way to construct large-scaled structures.

• 한국가스학회지
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• 제10권1호
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• pp.1-6
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• 2006

압력설비를 안전하고 효율적으로 사용하기 위하여 본 연구에서는 API-581 절차에 의한 위험기반검사에서 취성파괴에 의한 사고발생 가능성을 정량적으로 해석하였다. 그 결과, 낮은 온도/낮은 인성파괴와 뜨임취성에서는 A 충격곡선이고. 낮은 온도와 열처리 전인 상태에서 기술종속계수(TMSF)가 큰 값을 나타내었고, $855^{\circ}F$ 취성에서는 위험도가 무시할 수 있었으나, 시그마상 취성에서는 낮은 온도의 고 시그마인 경우에 TMSF가 큰 값을 나타내어 사고발생 가능성이 매우 높았다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권1호
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• pp.95-102
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• 2021

Analysis of the fracture surface is one of the most important methods for determining the cause of equipment structural failure. Whether structural failure is caused by impact or fatigue is necessary information in industrial fields. For ferrous and non-ferrous metal materials, two fracture phenomena are generated on the fracture surface: ductile and brittle fractures. In this study, machine learning predicts whether the fracture is based on ductile or brittle when structurural failure is caused by impact. The K-means algorithm calculates this ratio by clustering the brittle and ductile fracture data from a photograph of the impact fracture surface, unlike the existing method, which calculates the fracture surface ratio by comparison with the grid type or the reference fracture surface shape.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.565-575
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• 2006

구속된 콘크리트는 구속되지 않은 콘크리트에 비해 상당히 큰 강도를 갖는다. 따라서 콘크리트의 구속응력을 증가시키는 것은 강도의 증가를 유도할 수 있다. 하지만 중공교각의 경우, 심부구속력의 부재로 인하여 중공교각의 안쪽면에서 취성파괴가 발생하며, 이는 기둥의 강도 저하 및 연성의 저하를 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 강관 삽입 중공 RC(Reinforced Concrete) 기둥이 개발되었으며, 본 연구에서는 실험을 통하여 삽입 강관에 의한 내부 구속력의 효과를 검증하였다. 총 36개의 시험체를 제작하여 실험을 수행하였으며, 실험 결과를 통하여 삽입 강관의 구속력과 이로 인한 콘크리트의 강도 증가를 확인하였다.