• Geomechanics and Engineering
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• 제24권3호
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• pp.227-235
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• 2021

A criterion and a method for solving a problem on the prevention of mine working fracture under the action of tectonic and gravitational forces are offered. Based on minimal criterion, theoretical analysis of the definition of the optimal shape of working in the rock mass weakened by arbitrarily located rectilinear cracks was carried out. A closed system of algebraic equations allowing to minimize the stress state and stress intensity factors depending on mechanical and geometrical characteristics of the rock, is constructed. The relation between the shape of the working and the stress intensity factors and also location and sizes of the cracks is obtained. The found optimal shape of working increases load-bearing capacity of the rock.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.1-12
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• 2022

Based on the extended spatial mobilization plane (SMP) criterion, we present an elastic-brittle-plastic solution for an axisymmetric cylindrical tunnel. The influences of the intermediate principal compressive stress and material strain-softening behavior are considered. Closed-form formulas for the critical support force, radius of plastic zone, and distributions of stress and displacement in surrounding rock are proposed. The elastic-plastic solution based on SMP is compared with the Kastner solution to verify the credibility of the obtained elastic-plastic solution. The elastic-brittle-plastic solution following the SMP criterion and the current solution based on the Mohr-Coulomb criterion are also compared. The rock strain-softening rate and the intermediate principal stress affect the stability of the surrounding rock. The results provide guidance for optimizing the design of support systems for tunnels.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.73-85
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• 2014

암반설계에 필요한 암반의 강도정수 값을 산정할 시에는, 암반 내 원위치시험이 극히 제한적이며 비용이 고가여서 주로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용한 추정식을 사용하고 있다. Hoek-Brown 파괴기준식을 사용할 때에는 이 식을 Mohr-Coulomb 파괴기준식으로 변경하여야 지반의 강도정수 값을 추정할 수 있다. 그러나 파괴기준의 변경과정은 계산 및 분석단계 등 여러 단계를 거쳐야 하는 불편함이 있다. 따라서 본 연구에서는 현장에서 접할 수 있는 다양한 조건의 암반상태를 모델링한 후, 일차적으로 Hoek-Brown 파괴기준을 이용하여 강도정수 값을 산정하였다. 그 결과를 분석하여 RMC, 암석의 일축압축강도(${\sigma}_c$), 암석계수($m_i$)의 3가지 사용요소를 이용하여 한번의 계산과정을 통해 암반의 강도정수를 추정할 수 있는 추정식 및 현장에서 손쉽게 강도정수를 산정할 수 있는 추정도표를 제안하였다. 이러한 제안 도표 및 제안식을 기존의 Hoek-Brown 및 Mohr-Coulomb 파괴기준식과 비교, 검토함으로써 본 제안의 타당성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.371-379
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• 2017

Modelling of a crack propagating through a finite element mesh under mixed mode conditions is of prime importance in fracture mechanics. In this paper, two crack growth criteria and the respective crack paths prediction in functionally graded materials (FGM) are compared. The maximum tangential stress criterion (${\sigma}_{\theta}-criterion$) and the minimum strain energy density criterion (S-criterion) are investigated using advanced finite element technique. Using Ansys Parametric Design Language (APDL), the variation continues in the material properties are incorporated into the model by specifying the material parameters at the centroid of each finite element. In this paper, the displacement extrapolation technique (DET) proposed for homogeneous materials is modified and investigated, to obtain the stress intensity factors (SIFs) at crack-tip in FGMs. Several examples are modeled to evaluate the accuracy and effectiveness of the combined procedure. The effect of the defects on the crack propagation in FGMs was highlighted.

• 한국건축시공학회지
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• 제7권3호
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• pp.75-82
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• 2007

A vibration in the building occurs by influences of the facility equipment and the structural system. As the building recently becomes higher and bigger, the vibration in the floor slab is issued. Specially, the vibration with $4{\sim}8Hz$ frequency is harder to control than any other range of frequency. This vibration easily affects human sensibility and often makes the resonance phenomenon by corresponding with the floor slab's natural frequency when people and heavy equipments move. Moreover, the permission regulations for the vibration of the building are established by building's purposes. However, it is not subdivided in detail and sometimes ambiguous to each client. Even though the vibration could cause negative influences in a research building, there is not the vibration criterion for a research building. Therefore, it is necessary to set up its own vibration criterion with the client before building and to keep checking this vibration criterion under the construction. This study proposes the reasonable control methods and the vibration criterion for floor slab's vibration which are adapted to the R4-project. The R4-project is a research building and a high-rise building also. Accordingly, this study could help to the next similar project in the design and the construction phase.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권2호
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• pp.561-572
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• 2019

In the design criterion for the nuclear power plant piping system, the limit state of the piping against an earthquake is assumed to be plastic collapse. The failure of a common piping system, however, means the leakage caused by the cracks. Therefore, for the seismic fragility analysis of a nuclear power plant, a method capable of quantitatively expressing the failure of an actual piping system is required. In this study, it was conducted to propose a quantitative failure criterion for piping system, which is required for the seismic fragility analysis of nuclear power plants against critical accidents. The in-plane cyclic loading test was conducted to propose a quantitative failure criterion for steel pipe elbows in the nuclear power plant piping system. Nonlinear analysis was conducted using a finite element model, and the results were compared with the test results to verify the effectiveness of the finite element model. The collapse load point derived from the experiment and analysis results and the damage index based on the stress-strain relationship were defined as failure criteria, and seismic fragility analysis was conducted for the piping system of the BNL (Brookhaven National Laboratory) - NRC (Nuclear Regulatory Commission) benchmark model.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.155-161
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• 2014

본 연구의 목적은 보병용 휴대 배낭 설계를 위하여 인체공학적인 물자취급 중량을 검토하여 휴대 및 이동성능에 기초한 한계하중을 분석하는데있다. 제품설계시 인체공학적 설계가이드라인과 운용현황을 조사분석하여 효율적인 운용성능을 위한 기초자료로 제공하고자 한다. 본 연구에서는 인력물자취급시 역사적 관점에서 생리학적 연구방법, 생체역학적 연구방법, 인체심리학적 연구방법들을 검토하여 보병용 휴대배낭의 휴대성 및 이동성을 분석하였다. 휴대성과 이동성 간의 관계를 분석한 결과, 단거리의 짧은 기동거리에서는 생체역학적 기준치를, 1-2시간의 중간인 이동에서는 인체심리학적 기준치를, 4시간 혹은 그 이상의 장거리에서는 생리학적 기준치를 적용하여 각각의 가이드라인들을 상호 절충하는 것이 필요한 것으로 판단된다. 본 연구에서는 보병의 물자취급시 4가지 연구방법을 제안하였다. 이러한 기존의 설계 가이드라인을 분석한 결과, 병사의 인체사이즈 측면에서는 5%tile의 경우 -091kg으로 여유중량이 부족하지만, 95%tile에서는 34.17kg까지 여유중량이 발생하는 것으로 판단된다. 이러한 연구결과는 물자취급시 편하고, 효율적인 운용성능을 창출하기 위해서 휴대중량과 이동거리에 따라 여유중량을 관리해야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.645-652
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• 2016

입력 랜덤 변수(input random variable)의 통계 모델링은 기계시스템의 신뢰성 해석(reliability analysis), 신뢰성 기반 설계(reliability-based design optimization), 해석모델의 통계적 검정(validation) 및 보정(calibration)을 위해 반드시 필요하다. 대표적인 통계모델링 기법에는 Akaike Information Criterion (AIC), AIC correction (AICc), Bayesian Information Criterion, Maximum Likelihood Estimation (MLE), Bayesian 방법 등이 있다. 이러한 방법들은 기본적으로 주어진 데이터로부터 후보 모델의 우도함수값을 이용하여 후보 모델 중 가장 적합한 모델을 선택하는 방법이며, 방법에 따라 데이터 수 혹은 파라미터의 수를 고려하여 모델을 선정한다. 하지만 실제 현장에서 데이터의 통계모델링을 하는 엔지니어는 각 방법의 장단점에 대한 이해가 부족하여 어떤 방법이 정확한 방법인지 몰라 통계모델링 수행 시 어려움이 있다. 본 논문에서는 다양한 통계모델링 방법들을 비교하고 각 방법의 장단점 분석을 통해 가장 적합한 모델링 기법을 제안하고자 한다. 각 방법의 검증을 위해 다양한 모분포를 가정하고 다양한 사이즈의 샘플을 임의로 생성하여 시뮬레이션을 수행하였으며, 실제 공학 데이터를 사용하여 통계모델링 방법의 유효성을 검증하였다.

• 응용통계연구
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• 제13권2호
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• pp.393-405
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• 2000

원래 최적실험의 이론은 주어진 모형과 그에 따른 가정에 기초하여 발달되었기 때문에 하나의 최적실험기준이 실험이 가족 있는 여러 목적을 모두 반영하는 것이 무리이다. 따라서 실험자가 다목적 실험기준의 필요성을 느끼는 경우에는 종종 여러 최적실험 기준들의 균형을 이루는 방법을 통해 이러한 문제가 다루어진다. 본 연구에서는 이 분산 구조를 가지고 있는 모형을 예를 들어 복합적인 실험기준들을 알아본다. 왜냐하면 이분산인 경우 D-최적과 G-최적실험간의 동격이론은 더 이상 성립되지 않음에 따라 두 실험기준의 특징은 현격하게 구분되어지기 때문이다. 제약조건최적실험, 결합최적실험, 그리고 minimax 설험방법을 통한 실험기준들간의 균형을 꾀하여 보았다. 처음 두 방법은 실험자의 주관이 반영되어 실제적으로 매우 세심한 주의가 필요한 반면, minimax는 그러한 점을 해소하였다고 본다. 또한 이를 확장하여 오차의 이분산 구조에 대한 불확실성이 존재할 때 적용될수 있는 두 가지 실험기준도 마련하여 보았다. 간단한 알고리즘과 결어를 첨부하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.859-864
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• 2001

For earthquake resistance design, a response modification factor is used to reduce the design strength and it reflects ductility, reserve strength, redundancy and damping effect. But this factor has not theoretical basis. In this study, two response modification factors are compared and analyzed for shear wall apartment building.; the one is introduced by ATC-19 Procedures, the other is suggested FEMA-273 and ATC-40 through nonlinear static analysis. For the results, ATC-19 procedure gives a reasonable estimation to R factor. But $R_{u}$ by using FEAM-273 and ATC-40 methods is estimated so small in case of a minor or moderate earthquake region. Due to this fact, response modification factor is smaller than suggested load criterion 3.0. So, it needs to decrease wall volume and reduce the global strength and system stiffness for proper ductile behavior matching to domestic load criterion.