• 제목/요약/키워드: Cyclic long-term loading

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지속하중 및 반복하중 재하시 보강토 옹벽의 잔류변형 특성 (Time-dependent Deformation Characteristics of Geosynthetic Reinforced Modular Block Walls under Sustained/cyclic Loading)

  • 유충식;김영훈;한대희;김선빈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권6호
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    • pp.5-21
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    • 2007
  • 보강토 옹벽은 기존 콘크리트 옹벽에 비하여 많은 장점을 지니고 있으나 장기적으로 지속하중 혹은 반복하중 등에 의한 잔류변형의 우려로 영구 구조물로서의 적극적인 적용에 장애가 되고 있다. 이 문제를 해결하기 위해서는 보강토 구조물의 시간 의존적 잔류변형 메카니즘의 규명과 아울러 잔류변형을 예측하고 제어하는 기술이 확보되어야 한다. 본 연구에서는 이러한 연구의 필요성에 근거하여 보강토 옹벽에 발생할 수 있는 장기변형 특성 고찰에 주안점을 두고 지오그리드와 표준사로 뒤채움된 모형 보강토 옹벽에 대한 지속하중 혹은 반복하중 등 다양한 하중이력에 대한 보강토 구조물의 장기변형 특성 메카니즘을 축소모형실험을 통해 고찰하였다. 그 결과 보강토 옹벽의 시간의존적 변형은 작용하는 하중특성 뿐만 아니라 뒤채움흙 및 보강재의 역학적 특성에도 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 선행하중을 작용함으로써 시간 의존적 잔류변형을 제어할 수 있는 것으로 파악되었다.

Integral Bridge System with Geosynthetic-Reinforced Backfill

  • Tatsuoka, Fumio
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2007년 가을학술발표회
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    • pp.39-52
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    • 2007
  • A new type bridge combining an integral bridge and a pair of geosynthetic-reinforced soil (GRS) retaining walls having full-height rigid (FHR) facings, called the GRS integral bridge, is proposed. The geosynthetic reinforcement layers are connected to the FHR facings (i.e., RC parapets) that are integrated with a girder without using any girder-support. GRS integral bridges are basically much more cost-effective in construction and long-term maintenance while having a much higher seismic stability than conventional-type bridges having a girder via movable and fixed supports on a pair of cantilever abutments. GRS integral bridges are better than bridges using GRS retaining walls as abutments and also than conventional integral bridges with unreinforced backfill. To validate the above, a series of static cyclic lateral loading tests of the facing and a series of shaking table tests were performed on smallscaled models of different bridge types.

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철도강화노반 시험부설구간에서의 열차 주행시 장기거동 계측 (Long-Term Measurement under the Moving train at the Test Reinforced Roadbed Site in Railway)

  • 황선근;신민호;이성혁;최찬용;이시한
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.223-230
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    • 2001
  • Nine different types of the reinforced railroad roadbeds which . are located in between Suwon-Chunan station of Kyongbu line were constructed in order to increase the bearing capacity of railroad roadbed and to improve the ridability as a part of speed-up project of conventional railroad systems. Each three sections were composed of weathered granite soil, crushed stone and furnace slag(HMS25), and fully instrumented with earth pressure cells, settlement plates and geophones to monitor the behavior of roadbeds under actual train loads. Field measurement has continued since October 31, 2000 and presently with rather longer measurement interval. The measurement data such as settlement, earth pressure and vibration levels are currently under analysis process. In this paper, only cumulative measurement data of railroad roadbeds were introduced. In the near future, comprehensive measurement data and result of analysis will be presented and design technique for the reinforced railroad roadbed will be proposed as a final product of this study.

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Degradation mechanisms of concrete subjected to combined environmental and mechanical actions: a review and perspective

  • Ye, Hailong;Jin, Nanguo
    • Computers and Concrete
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    • 제23권2호
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    • pp.107-119
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    • 2019
  • In-service reinforced concrete structures are simultaneously subjected to a combination of multi-deterioration environmental actions and mechanical loads. The combination of two or more deteriorative actions in environments can potentially accelerate the degradation and aging of concrete materials and structures. This paper reviews the coupling and synergistic mechanisms among various deteriorative driving forces (e.g. chloride salts- and carbonation-induced reinforcement corrosion, cyclic freeze-thaw action, alkali-silica reaction, and sulfate attack). In addition, the effects of mechanical loads on detrimental environmental factors are discussed, focusing on the transport properties and damage evolution in concrete. Recommendations for advancing current testing methods and predictive modeling on assessing the long-term durability of concrete with consideration of the coupling effects are provided.

주기적인 반복 열하중에 노출된 광섬유 센서의 신뢰성 평가 (Reliability Evaluation of Fiber Optic Sensors Exposed to Cyclic Thermal Load)

  • 김헌영;강동훈;김대현
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.225-230
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    • 2016
  • 광섬유 브래그 격자센서(FBG)는 다중화가 용이하고 절대측정이 가능한 고유의 장점으로 다양한 구조물의 구조건전성 모니터링(SHM)에 활용도를 넓혀가고 있다. 하지만, 구조건전성 모니터링을 위해 FBG 센서를 온도 변화 환경에서 장기간 사용할 경우 FBG 센서는 계절적 요인에 의한 큰 폭의 주기적 온도 변화 환경에 노출되므로 센서의 신뢰성 확보를 위해 신호 특성에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 패키징된 FBG 센서의 제작에 많이 활용되는 각각 2가지의 모재 및 접착제를 대상으로 시편을 제작한 후 항온항습기 내에서 -$20^{\circ}C{\sim}60^{\circ}C$의 온도 조건에서 300사이클의 반복 열하중시험을 수행하였다. 시험 결과, FBG 센서에 주기적인 반복 열하중이 가해질 경우 일정량의 압축변형이 작용하며 이는 센서로 사용 시 측정 오차로 작용하므로 장기 구조건전성 모니터링을 위해 FBG 센서의 사용 전 안정화 과정을 통한 사전보정이 필요함을 확인하였다.

반복하중에 의한 콘크리트 궤도 노반의 누적 소성 변위 예측 (Prediction of Cumulative Plastic Displacement in the Concrete Track Roadbed Caused by Cyclic Loading)

  • 원상수;이진욱;이성혁;정영훈
    • 한국철도학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.52-58
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    • 2014
  • 노반 성토체에서 발생하는 소성 변형은 콘크리트 궤도의 안정성과 유지보수에 영향을 미친다. 철도 노반에서의 장기적인 소성 변형은 주로 반복적인 열차 통과로 발생하는 누적된 비탄성적 변형률에 의해 발생한다. 누적 소성 변형의 예측은 궤도의 유지보수와 열차의 안전한 운영을 위해서 중요하다. 본 연구에서는 서로 다른 강화노반 두께를 가진 철도노반에서 발생하는 연직 변위를 계산하였다. 누적 소성 변형률을 계산하기 위한 멱함수의 상수는 삼축 실험과 실대형 재하 실험의 결과로부터 구하였다. 표준 노반 단면에 대한 3차원 유한요소해석 결과로부터 강화노반의 두께를 선정하는 가이드라인을 제시하였다.

평면변형압축시험을 이용한 보강토의 시간 의존적 변형 특성 연구 (Time-Dependent Deformation Characteristics of Geosynthetic-Reinforced Soil Using Plane Strain Compression Tests)

  • 유충식;김선빈;이봉원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권10호
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    • pp.85-97
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    • 2005
  • 보강토 구조물은 그동안의 다양한 분야에서의 적용을 통해 기존의 옹벽구조물의 대체 공법으로서 그 적용성을 인정받고 있다. 최근 들어 교대 및 철도 시설 등에 적용됨에 따라 단기적인 안정성 이외에 장기적으로 지속하중 혹은 반복하중에 노출됨에 따른 장기거동에 대한 연구의 필요성이 높아가고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구의 필요성에 근거하여 보강토체에 발생할 수 있는 장기변형 특성 고찰에 주안점을 두고 우리나라에서 생산되는 지오그리드와 화강풍화토로 형성된 보강토에 대한 지속하중 혹은 반복하중 등 다양한 하중이력에 대한 보강토 구조물의 장기 변형 특성 메카니즘을 평면변형압축(plane strain compression; PSC)시험을 통해 고찰하였다. 그 결과 보강토의 시간 의존적 압축변형은 보강토체에 작용하는 하중 특성뿐만 아니라 보강재의 역학적 특성에도 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 선행하중을 작용함으로써 시간 의존적 잔류변형을 제어할 수 있는 것으로 분석되었다.

Biomechanical stability of internal bone-level implant: Dependency on hex or non-hex structure

  • Lee, Hyeonjong;Park, Si-Myung;Noh, Kwantae;Ahn, Su-Jin;Shin, Sangkyun;Noh, Gunwoo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제74권4호
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    • pp.567-576
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    • 2020
  • Considerable controversy surrounds the choice of the best abutment type for implant prosthetics. The two most common structures are hex and non-hex abutments. The non-hex abutment typically furnishes a larger contact area between itself and the implant than that provided by a hex structure. However, when a hex abutment is loaded, the position of its contact area may be deeper than that of a non-hex abutment. Hence, the purpose of this study is to determine the different biomechanical behaviors of an internal bone-level implant based on the abutment type-hex or non-hex-and clinical crown length under static and cyclic loadings using finite element analysis (FEA). The hex structure was found to increase the implant and abutment stability more than the nonhex structure among several criteria. The use of the hex structure resulted in a smaller volume of bone tissues being at risk of hypertrophy and fatigue failure. It also reduced micromovement (separation) between the implant components, which is significantly related to the pumping effect and possible inflammation. Both static and fatigue analyses, used to examine short- and long-term stability, demonstrated the advantages of the hex abutment over the non-hex type for the stability of the implant components. Moreover, although its impact was not as significant as that of the abutment type, a large crown-implant ratio (CIR) increased bone strain and stress in the implant components, particularly under oblique loading.

CFRP 긴장재로 긴장된 부분비부착 콘크리트 보의 피로 성능 (Fatigue Capacity of Concrete Beams Prestressed with Partially Bonded CFRP Tendons)

  • 정상모;이차돈;박상렬;정유석;박동원
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.333-336
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    • 2008
  • FRP는 내부식성의 특성을 가지며 가볍고 인장강도가 커서 최근에 강재긴장재 대신 콘크리트 구조물에 활용되고 있다. 그러나 파단 시까지 선형 탄성거동을 하는 FRP는 콘크리트 보에 적용시 취성적인 파괴 경향을 보여준다. 이에 연성확보를 위해 제안된 공법이 부분 비부착 공법이다. 부분비부착공법은 긴장재 일부를 비부착시켜 연성을 확보하고 나머지 부분을 부착시켜 안전하게 정착구 역할을 대신하는 공법으로 본 연구에서 획기적으로 제안한 공법이다. 제안된 공법은 선행 연구 및 실험에 의해 연성거동을 보여 주었다. 하지만 실구조물 적용 시 안전도를 확실히 하기 위해 장기간 사용 하중에 대한 피로 성능을 검증 해야만 한다. 따라서 본 연구에서는 부분 비부착된 보를 제작하여 정적실험 결과와 피로실험 후 정적 실험결과를 비교하여 피로에 대한 정적 능력을 검증하였다. 실험 결과, CFRP로 부분비부착된 프리스트레스 콘크리트 보는 피로하중에 대해 양호한 피로성능을 보여주었다.

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화학적 영향을 고려한 토목섬유-지반 접촉면의 동적상대변위 (Dynamic Relative Displacement of Geosynthetic-Soil Interface Considering Chemical Effect)

  • 곽창원;오명학;장동인;박인준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제32권11호
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    • pp.73-81
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    • 2016
  • 최근 늘어나고 있는 폐기물량에 따라 해상 폐기물 매립장의 건설이 연구되고 있으며, 매립장 내 폐기물의 보강 및 보호 목적으로 토목섬유가 널리 사용되고 있다. 토목섬유는 흙과의 접촉면을 형성하는데 지진시 접촉면에서의 동적 전단 거동이 폐기물 매립장의 지진시 거동 및 안정성을 지배하는 가장 중요한 요소이다. 따라서 접촉면 동적 전단거동 및 동적상대변위 파악이 매우 중요하다. 이러한 접촉면 거동은 주위 환경 및 하중조건에 의해 영향을 받으며 복잡한 응답을 보이므로 이론적 접근이 곤란하다. 본 연구에서는 침출수 내의 산성 및 염기성과 같은 성분이 반복 전단하중 상태에서 지반-토목섬유 접촉면의 동적 상대변위특성에 대하여 실내 시험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 이를 위하여 동적 접촉면 전단 시험기를 이용하여 산성 및 염기성 용액에 840일 장기수침 시료와 60일 단기수침시료에 대하여 반복 단순전단 시험을 수행 하였다. 그 결과 산성 및 염기성 조건 공통적으로 산성일 경우 접촉면의 상대변위가 가장 큰 값을 나타내어 접촉면 손상 정도의 크기가 상대적으로 큰 것으로 나타났다.