• Smart Structures and Systems
• /
• 제15권5호
• /
• pp.1329-1344
• /
• 2015

The stiffness of a structure is one of several structural signals that are useful indicators of the amount of damage that has been done to the structure. To accurately estimate the stiffness, an equation of motion containing a stiffness parameter must first be established by expansion as a linear series model, a Taylor series model, or a power series model. The model is then used in multivariate autoregressive modeling to estimate the structural stiffness and compare it to the theoretical value. Stiffness assessment for modeling purposes typically involves the use of one of three statistical model refinement approaches, one of which is the efficient Akaike information criterion (AIC) proposed in this paper. If a newly added component of the model results in a decrease in the AIC value, compared to the value obtained with the previously added component(s), it is statistically justifiable to retain this new component; otherwise, it should be removed. This model refinement process is repeated until all of the components of the model are shown to be statistically justifiable. In this study, this model refinement approach was compared with the two other commonly used refinement approaches: principal component analysis (PCA) and principal component regression (PCR) combined with the AIC. The results indicate that the proposed AIC approach produces more accurate structural stiffness estimates than the other two approaches.

• Tribology and Lubricants
• /
• 제21권3호
• /
• pp.136-141
• /
• 2005

Analytical model to calculate the contact fatigue life of rough surface is presented in this paper. The effect of surface roughness can be calculated by this model. Computational method and the theoretical basis are also discussed. Contact stresses are obtained by contact analysis of a semi-infinite solid based on the use of influence functions; the subsurface stress field is obtained using rectangular patch solutions. Mesoscopic multiaxial fatigue criterion which can yield satisfactory results for non-proportional loading is then applied to predict fatigue damage. Suitable counting method and damage rule were used to calculate the fatigue life of random loading caused by rough surface. As a result of analysis the relationship between the life and the roughness as well as the most probable depth of the crack initiation is calculated.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권3C호
• /
• pp.121-127
• /
• 2012

본 논문은 터널건설로 인해 발생된 인접지반에서의 지반변위가 프레임구조물에 미치는 영향을 터널 시공조건(지반손실)을 달리하면서 조사한 것이다. 터널굴착에 의해 발생된 지반변위에 노출된 4층 오픈 프레임구조물과 블록으로 채워진 프레임구조물이 서로 다른 시공조건(지반손실)에 노출될 때 발생되는 구조물 거동을 수치해석을 통해 조사하였다. 오픈 프레임구조물은 탄성구조물로서 모델링 한 반면, 블록으로 채워진 프레임구조물은 소요전단 및 인장강도 이상의 응력이 발생할 때 구조물에 실제크랙이 발생할 수 있도록 모델링하였다. 터널굴착유발 지반변위에 노출된 두 서로 다른 프레임구조물의 거동 및 손상정도를 터널 시공조건에 따라 조사하였으며, 발생된 구조물의 거동 및 손상정도는 구조물에 발생한 변형, 크랙크기 및 분포를 고려하여 서로 비교하였다. 뿐만 아니라, 다양한 시공조건(지반손실)의 변화에 의해 구조물에 유발될 수 있는 손상정도의 크기를 손상도 예측기준(Son and Cording, 2005)을 사용하여 제시하였다. 이러한 결과들은 향후 터널굴착으로 인해 유발되는 인접 프레임구조물의 손상을 제어하고 최소화하는데 필요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.227-235
• /
• 2004

터널의 시공은 터널주변 지반에 구조적인 손상과 시공상의 손상을 불러일으킨다. 여기서의 구조적인 손상이란 터널굴착으로 인한 원지반응력의 교란으로 인하여 발생하는 것을 의미하며, 시공상의 손상이란 시공방법에 따른 주변지반의 손상을 의미한다. 본 논문에서는 원지반의 특성과 시공 중 손상을 고려할 수 있는 Hoek과 Brown 2002년도 공식을 이용하여 터널주변 탄 소성 영역에 작용하는 접선 및 반경방향의 응력 산정을 위한 식과 터널 주변 소성영역의 산정방법이 제시되었다. 또한, 매개변수분석을 통하여 암반의 등급, 무결암의 일축압축강도, 그리고 터널의 크기와 소성영역간의 상관관계를 조사하였으며, 기존의 연구에서 제안된 방법과의 비교를 통하여 본 연구에서 제안된 방법의 정확도를 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.161-173
• /
• 2013

도심지와 같이 개발가능한 지역이 제한되어 있으면 기존 건물에 인접하여 지반을 굴착하는 경우가 종종 발생한다. 이러한 경우 지반은 이완되고 따라서 토압에 따라 가시설 벽체에 변형이 발생하므로 인접 구조물의 안정성에 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 실내 모형실험을 통하여 여러 가지 형태의 지반 굴착방법에 따른 인접 지반의 지표면 변위를 산정하고, 이를 수치해석에 적용하여 지표면 침하에 따른 구조물의 변형 양상을 연구하였다. 이렇게 얻어진 구조물 변형 형상 중에서 각 변위와 수평 변형율을 추출하여 최종적으로 인접 구조물의 손상 정도를 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권1C호
• /
• pp.53-63
• /
• 2011

본 논문은 터널굴착으로 인해 발생된 인접지반에서의 지반변위가 구조물에 미치는 영향을 지반조건(느슨한 모래, 조밀한 모래, 연약한 점토, 단단한 점토) 및 시공조건(지반손실량)을 달리하면서 지반-구조물 상호작용이 고려된 상태에서 조사한 것이다. 터널굴착에 의해 발생된 지반변위에 노출된 4층 블록식구조물이 서로 다른 지반조건 및 시공조건(지반손실량)에 노출될 때 발생되는 구조물 거동이 수치해석을 통해 조사되었다. 수치해석을 위한 구조물은 소요전단 및 인장강도 이상의 응력이 발생할 때 구조물에 실제크랙이 발생될 수 있도록 개별요소법(DEM)을 이용하여 모델링되었다. 터널굴착유발 지반변위에 노출된 4층 블록식구조물의 거동 및 손상정도가 지반변위의 크기에 따라 조사되었으며, 발생된 구조물의 거동 및 손상정도는 구조물에 발생한 변형, 크랙크기 및 분포를 고려하여 지반조건 및 시공조건(지반손실)별로 비교되었다. 뿐만 아니라, 다양한 지반조건 및 시공조건(지반손실)의 변화에 의해 구조물에 유발될 수 있는 손상정도의 크기가 손상도 예측기준 (Son and Cording, 2005)을 사용하여 제시되었다. 이러한 결과들은 향후 터널굴착으로 인해 유발되는 인접구조물의 손상을 제어하고 최소화하는데 필요한 정보를 제공할 것이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권6C호
• /
• pp.255-263
• /
• 2010

본 논문은 터널굴착으로 인해 발생된 인접지반에서의 지반변위가 구조물에 미치는 영향을 시공조건(지반손실) 및 지반의 특성을 달리하면서 지반-구조물 상호작용이 고려된 상태에서 조사한 것이다. 터널굴착에 의해 발생된 지반변위에 노출된 4층 블록식구조물이 서로 다른 시공조건(지반손실) 및 지반조건에 노출될 때 발생되는 구조물 거동이 수치해석을 통해 조사되었다. 수치해석을 위한 구조물은 소요전단 및 인장강도 이상의 응력이 발생할 때 구조물에 실제크랙이 발생될 수 있도록 개별요소법(DEM)을 이용하여 모델링되었다. 터널굴착유발 지반변위에 노출된 4층 블록식구조물의 거동 및 손상정도가 지반변위의 크기에 따라 조사되었으며, 발생된 구조물의 거동 및 손상정도는 구조물에 발생한 변형, 크랙크기 및 분포를 고려하여 시공조건(지반손실) 및 지반조건별로 비교되었다. 뿐만아니라, 다양한 시공조건(지반손실) 및 지반조건의 변화에 의해 구조물에 유발될 수 있는 손상정도의 크기가 손상도 예측기준(Son and Cording, 2005)을 사용하여 제시되었다. 이러한 결과들은 향후 터널굴착으로 인해 유발되는 인접구조물의 손상을 제어하고 최소화하는데 필요한 정보를 제공할 것이다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제16권2호
• /
• pp.49-56
• /
• 2023

영향예보는 기존의 기상요소 중심의 예보에서 벗어나 기상상황에 따른 잠재적 사회경제적 위험도 정보를 함께 제공하는 것을 의미한다. 기상 선진국들은 영향정보 제공 및 확산을 위한 기술개발에 인력과 재정을 투입하고 있지만 국내에서는 영향예보에 대한 인식이 확산되어 있지 않다. 또한 영향예보 피해가 많이 발생하는 홍수, 태풍 등의 재난에 초점이 맞춰져 있으며 상대적으로 피해발생이 적은 교통 분야의 강풍으로 인한 차량 위험 영향 평가에 대한 연구는 부족한 실정이다. 국내에서는 강풍으로 인한 차량 전도에 대한 피해 사례는 많이 없지만 과거 피해 사례가 존재하며 연구에 대한 필요성이 높아지고 있다. 강풍으로 인한 차량의 위험(Risk) 평가를 위해서는 도로의 취약성(Vulnerability)이 필요하며 본 연구에서는 도로의 취약성 기준을 산정하는 것을 목적으로 하였다. 도로의 취약성 평가는 도로의 고도, 차선 수, 도로 유형으로 평가하였다. 분석결과 사고사례가 있던 지역의 취약성 지역을 잘 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구의 성과를 이용하여 차량 운전자에게 잠재적 위험에 대한 객관적인 평가 마련에 대한 기준으로 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제7권3호
• /
• pp.233-246
• /
• 2014

Estimation of fracture initiation pressure is one of the most difficult technical challenges in hydraulic fracturing treatment of vertical or horizontal oil wells. In this study, the influence of in-situ stresses and pore pressure values on fracture initiation pressure and its profile in vertical and horizontal oil wells in a normal stress regime have been investigated. Cohesive elements with traction-separation law (XFEM-based cohesive law) are used for simulating the fracturing process in a fluid-solid coupling finite element model. The maximum nominal stress criterion is selected for initiation of damage in the cohesive elements. The stress intensity factors are verified for both XFEM-based cohesive law and analytical solution to show the validation of the cohesive law in fracture modeling where the compared results are in a very good agreement with less than 1% error. The results showed that, generally by increasing the difference between the maximum and minimum horizontal stress, the fracture pressure and its profile has been strongly changed in the vertical wells. Also, it's been clearly observed that in a horizontal well drilled in the direction of minimum horizontal stress, the values of fracture pressure have been significantly affected by the difference between overburden pressure and maximum horizontal stress. Additionally, increasing pore pressure from under-pressure regime to over-pressure state has made a considerable fall on fracture pressure in both vertical and horizontal oil wells.