• 제목/요약/키워드: Crushing effect

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수중 자갈의 전단 및 파쇄 특성에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on the Shearing and Crushing Characteristics of Subaqueous Gravels in Gravel Bed River)

  • 김소라;정승원;이광수;유동근
    • 한국지구과학회지
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    • 제42권2호
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    • pp.164-174
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    • 2021
  • 본 연구는 육상 기원 조립질 하상 퇴적물의 높은 이동성에 영향을 미치는 전단과 파쇄특성을 조사하기 위하여 링전단실험을 수행하였다. 평균 입경 6 mm 자갈에 대하여 링전단시험장치를 사용하여 전단시간(shear time)과 전단속도(shear velocity)에 따른 전단-변형률 역학특성과 입자파쇄 특성을 조사하였다. 특히 배수(장시간 전단)와 비배수(단시간 전단)조건을 고려하기 위하여 초기 전단속도(0.01→0.1→1 mm/sec와 0.1→0.01→1 mm/sec)에 따른 링전단실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면, (i) 배수와 비배수조건 모두에서 입자파쇄 특성이 확인되었지만, 비배수조건에서 상대적으로 큰 전단저항을 받는 것으로 나타났다. (ii) 배수조건에 관계없이 수중 자갈의 초기 전단속도는 전단응력-전단변형률 관계곡선을 결정하는 중요한 요인으로 나타났다. (iii) 입자파쇄는 평균 입경에 영향을 받으며 사용된 수중 자갈은 상대적으로 큰 입자파쇄 특성을 보였다. 그리고 (iv) 전단응력 결정에서 가장 크게 영향을 미치는 영향인자는 전단시간과 초기 전단속도임을 확인할 수 있었다. 결론적으로 모래와 자갈을 다량 함유한 조립질 하상 퇴적물은 입자-입자 간 상호접촉, 마모, 맞물림, 마찰 등의 물리적 이동과정을 통해 입자파쇄와 세립토 함량이 증가되고 이러한 현상은 하상 퇴적물의 고유동성을 초래하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

포스트텐션 조립식 교각의 유효프리스트레스 크기 결정 (Determination of Effective Prestress of Post-tensioned Precast Bridge Piers)

  • 심창수;코엠찬다라
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.135-143
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    • 2016
  • In this paper, a design concept of post-tensioned precast bridge piers was proposed to improve seismic behavior of the bridge pier. Mild reinforcing bars are placed continuously along the height of the column. Prestressing tendons are also provided to obtain re-centering capability for seismic events. Arrangement of the axial steels to prevent buckling of rebars at plastic hinge region was suggested and enhanced seismic performance was verified by experiments. Moment-curvature analyses were performed to evaluate the effect of effective prestress on seismic behavior after verifying the calculation method by cyclic tests of the precast columns. A real bridge pier was designed to investigate the seismic performance according to different level of effective prestress. Level of effective prestress showed obvious effect on crushing displacement but negligible effect on lateral displacement at fracture of tendons and reinforcements.

CFRP로 전단보강된 철근콘크리트 보의 크기효과 (The Size Effect of the Shear Strengths of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Carbon FRP)

  • 지광습;김기홍;김진근
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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    • pp.291-294
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    • 2005
  • Presented are the results of recent tests on diagonal shear failure of reinforced concrete beams which are externally reinforced in the transverse direction by a unidirectional carbon fiber reinforced polymer, instead of the traditional steel stirrups. Three different series of the beams with different shear reinforcements, i.e. U-wrapping with carbon sheet, U-wrapping with carbon strips and full wrapping with carbon strips were tested. Those beams were geometrically similar, and the size range is 1:1.9:4. The failure of the beams are characterized by delamination, crushing of concrete and distributed shear cracks. It is found that the size effect is much weaker than that of the reference beams without CFRP. Therefore CFRP sheet may be used as the transverse reinforcement with a minor size effect. However, it is not clear that the same conclusion can be drawn in other sizes. Further researches are recommended.

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열간 판재단조시 강괴 내부의 기공폐쇄에 관한 연구 (Study on Internal Void Closure in Slab ingot during Hot Plate Forging)

  • 조종래;김동권;김영득;이부윤
    • 소성∙가공
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    • 제5권1호
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    • pp.18-26
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    • 1996
  • In order to investigate the effect of pre-cooling of ingot on void closure in hot plate forging the internal strain and stress distributions are examined quantitatively by using ABAQUS. Simula-tions are carried out on a large slab ingot having the same temperature and the temperature gradient induced by air-cooling. It is shown that pre-cooling produces little effect on the strain behavior but remarkable effect on the hydrostatic stress at the central zone of ingot. The main factors for crushing micro-voids are the effective strain and the time integral of hydrostatic stress in the region surrounding the voids. Based on regression analysis it was found that the distortion of void can be expressed as a polynomial function of the two factors.

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Al-Si-Ca 합금 폼의 피로 거동에 대한 두께 효과 (Thickness Effect on Compressive Fatigue Behavior of Al-Si-Ca Alloy Foam)

  • 김일현;마이눌;김엄기
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.179-182
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    • 2007
  • The compressive fatigue tests on the closed cell Al-Si-Ca alloy foams with two different thicknesses were performed using a load ratio of 0.1. The quasi-static and cyclic compressive behaviors were obtained respectively. The fatigue stress-life (S-N) curves were evaluated from the obtained cyclic compressive behaviors. S-N curves were presented for the onset of progressive shortening. It turned out that the fatigue strength showed higher value for the thicker foam and the onset of shortening of thinner foam took place earlier. The crushing was found to initiate in a single band which broadens gradually with additional fatigue cycles. Progressive shortening of the specimen took place due to a combination of low cycle fatigue failure and cyclic ratcheting.

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응집입자가 $BaTiO_3$의 소결거동에 미치는 영향 (Effect of Aggregates on the Sintering Behavior of $BaTiO_3$)

  • 김진호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제28권11호
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    • pp.926-934
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    • 1991
  • The effect of aggregates on the forming and sintering behaviors of BaTiO3 was studied. Aggregates and deaggregates of fine crystallite were obtained by thermal decomposition of oxalate coprecipitates and subsequently crushing them with a press, respectively. Large voids formed by packing of aggregates were not easily eliminated despite the successive destruction of aggregates with increasing forming pressure. As a result, compacts of aggregates showed inhomogeneity with larger mid-pore size and broader pore size distribution with respect to those of deaggregates. This inhomogeneity caused differential shrinkage and consequental internal stress, which retarded densification. The differential sintering increased the size of mid-pores in the initial stage, and formed duplex structure composed of dense region with abnormally grown grains and porous region with fine grains. The driving force of this abnormal grain growth shown in the specimens of aggregates was attributed to the minimization of the elastic strain energy due to internal stress.

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PFC를 이용한 입자와 비파쇄 평면과의 접촉면에서의 전단 거동 (Shear behavior at the interface between particle and non-crushing surface by using PFC)

  • 김은경;이정학;이석원
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.293-308
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    • 2012
  • 암반 절리면과 같이 입자와 연속체 평면의 접촉면에서의 전단거동은 전체 구조물의 거동을 지배할 수 있다. 암반설계의 효율을 높이기 위해서는 입자와 연속체 평면의 접촉면 전단거동 메커니즘에 대한 기초적인 이해와 접촉면 전단강도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 연속체 평면의 표면 거칠기의 영향을 알아보기 위하여 개별요소법 수치해석 프로그램인 $PFC^{2D}$를 사용하였다. 이 때 표면 거칠기는 매끄러운 평면, 중간 거칠기 평면, 거친 평면의 세 가지로 구분하였다. 접촉면 전단시험에서 입자 형상 및 입자 파쇄의 영향을 연구하기 위하여 one ball 모델과 clump 및 cluster 모델을 형성하여 상대적으로 비교 분석하였다. 이 때 입자의 형상은 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형으로 모델링하였다. 수치해석 결과, 표면 거칠기가 클수록 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났으며, 또한 간극률이 크게 증가하였다. 표면이 매끄러운 one ball 모델보다 작은 입자들의 결합으로 이루어져 표면이 굴곡진 모델, 즉 clump 모델의 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났다. 입자의 결합이 파괴되는 모델, 즉 cluster 모델의 접촉면 전단 강도 및 마찰각이 같은 형상의 clump 모델보다 작게 나타났으며, 파괴포락선은 비선형으로 나타났다. 이러한 결과로부터 연속체 평면의 거칠기 및 입자의 형상이 입자와 평면의 접촉면 전단거동 특성에 미치는 영향을 확인하였다.

Effectiveness of fibers and binders in high-strength concrete under chemical corrosion

  • Nematzadeh, Mahdi;Fallah-Valukolaee, Saber
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제64권2호
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    • pp.243-257
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    • 2017
  • Investigating the properties and durability of high-strength concrete exposed to sulfuric acid attack for the purpose of its application in structures exposed to this acid is of outmost importance. In this research, the resistance and durability of high-strength concrete containing macro-polymeric or steel fibers together with the pozzolans of silica fume or nano-silica against sulfuric acid attack are explored. To accomplish this goal, in total, 108 high-strength concrete specimens were made with 9 different mix designs containing macro-polymeric and steel fibers at the volume fractions of 0.5, 0.75, and 1.0%, as well as the pozzolans of silica fume and nano-silica with the replacement levels of 10 and 2%, respectively. After placing the specimens inside a 5% sulfuric acid solution in the periods of 7, 21, and 63 days of immersion, the effect of adding the fibers and pozzolans on the compressive properties, ultrasonic pulse velocity (UPV), and weight loss of high-strength concrete was investigated and the respective results were compared with those of the reference specimens. The obtained results suggest the dependency of the resistance and durability loss of high-strength concrete against sulfuric acid attack to the properties of fibers as well as their fraction in concrete volume. Moreover, compared with using nano-silica, using silica fume in the fibrous concrete mix leads to more durable specimens against sulfuric acid attack. Finally, an optimum solution for the design parameters where the crushing load of high-strength fibrous concrete is maximized was found using response surface method (RSM).

압력수준과 세립분함유량에 따른 모래의 압축특성 (Influences of Confining Pressure and Fines Content on Compressibility Characteristics of Sand)

  • 김욱기;장리;김주현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권9호
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    • pp.97-106
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    • 2012
  • 본 논문에서는 혼합토의 역학적 특성을 해명하기 위한 기초연구로 모래와 비소성 실트로 구성된 혼합토를 대상으로 모래가 골격구조의 주체를 이루는 범위 안에서 다양한 세립분함유율로 조성된 공시체를 제작하였다. 모래입자의 파쇄가 발생하는 고압영역의 등방압축실험을 수행하기 위하여 고압삼축시험기를 이용하여 혼합토의 압축특성 및 파쇄에 대한 영향을 조사했다. 시험 결과, 모래의 압축특성은 입자파쇄가 발생함에 따라 항복에 도달한 뒤에는 1개의 NCL에 수렴하는 경향을 나타낸다. 한편, 혼합토의 압축특성은 세립분함유율이 증가함에 따라 조립자가 세립분에 의해 둘러싸여 쿠션작용에 의해, 조립자가 파쇄를 일으키기 어려워지므로 압축곡선의 최대경사가 완만해지고 항복응력 또한 증가함을 알 수 있다.

폐타이어 분말과 재생PP로 제조한 열가소성 고무 플라스틱(TPV)의 물성평가 (Characterization of Thermo-Plastic Vulcanized (TPV) Composite Prepared by the Waste Tire and Plastic Powder)

  • 안주영;박종문;방대석;김봉석;오명훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제23권4호
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    • pp.30-36
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    • 2014
  • 자동차 산업의 발달과 함께 환경오염 문제가 심각해지면서 연간 300,000톤 이상 발생하는 폐타이어의 재활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 폐타이어 재활용을 목적으로 40, 80, 140 mesh 크기의 폐타이어 분말을 선별한 후, 입도 분석을 통하여 크기를 확인하고 그 형상을 SEM을 통해 관찰하였다. 또한 각각의 폐타이어 분말을 Virgin PP와 혼합하고 Intermeshing Corotating Twin Screw Extruder를 이용하여 TPV를 제조하고 특성 분석을 하였다. 이 중 효과가 좋은 140 mesh의 폐타이어 분말과 Virgin PP, Waste PP, PP-g-MA 세 가지 종류의 매트릭스를 다양한 비율로 혼합하여 TPV를 제조한 후 UTM을 통한 인장강도, 연신율과 Izod impact로 충격강도 등을 측정하였고 TGA로 열안정성을 확인하였다. 또한 SEM을 통하여 폐타이어 분말의 분산정도 및 파단면을 확인하였다.