• 한국지반신소재학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.35-45
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• 2012

본 연구는 석산개발 및 석재가공으로 인해 발생되는 석분의 적절한 활용방안을 모색하기 위해 화강풍화토에 석분과 벤토나이트를 혼합한 시료에 대한 동적거동 특성을 연구하였다. 공시체 성형은 화강풍화토에 석분을 0%, 5%, 10%, 15%로 혼합하고 그 혼합토에 벤토나이트를 0%, 5%, 10%, 15%로 다시 혼합하여 만든 16개의 시료를 중량백분율로 배합한 뒤 표준다짐을 실시하고 공시체를 제작하여 각 구속압별로 공진주실험을 실시하였다. 본 연구결과 화강풍화토가 가지고 있는 최대 전단탄성계수 및 최소감쇠비 조건을 만족하는 혼합비율은 화강풍화토에 석분과 벤토나이트의 함유량이 각각 5%에서 10%범위 정도인 것으로 확인되었다. 따라서 이 범위 내에서 화강풍화토에 석분과 벤토나이트를 혼합한다면 이 혼합된 시료도 동적거동을 받는 지반재료로서의 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• Advances in nano research
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• 제10권2호
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• pp.151-163
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• 2021

The main target of this study is to investigate nonlinear transient responses of moving polymer nano-size plates fortified by means of Graphene Platelets (GPLs) and resting on a Winkler-Pasternak foundation under a transverse pressure force and a temperature variation. Two graphene spreading forms dispersed through the plate thickness are studied, and the Halpin-Tsai micro-mechanics model is used to obtain the effective Young's modulus. Furthermore, the rule of mixture is employed to calculate the effective mass density and Poisson's ratio. In accordance with the first order shear deformation and von Karman theory for nonlinear systems, the kinematic equations are derived, and then nonlocal strain gradient scheme is used to reflect the effects of nonlocal and strain gradient parameters on small-size objects. Afterwards, a combined approach, kinetic dynamic relaxation method accompanied by Newmark technique, is hired for solving the time-varying equation sets, and Fortran program is developed to generate the numerical results. The accuracy of the current model is verified by comparative studies with available results in the literature. Finally, a parametric study is carried out to explore the effects of GPL's weight fractions and dispersion patterns, edge conditions, softening and hardening factors, the temperature change, the velocity of moving nanoplate and elastic foundation stiffness on the dynamic response of the structure. The result illustrates that the effects of nonlocality and strain gradient parameters are more remarkable in the higher magnitudes of the nanoplate speed.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.357-363
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• 2008

본 연구에서는 염수분무환경에 노출된 철도차량 차체용 탄소섬유/에폭시 복합재의 내구성을 조사하였다. 염수환경시험을 위해서는 해수와 가장 유사하도록 5% 염화나트륨 염수용액을 제조하여 사용하였다. 본 연구에 적용된 시편은 T700 탄소섬유직물을 에폭시 수지에 함침시킨 형태의 복합재 평판에서 채취하였다. 기계적 특성 시험을 통해 인장특성, 굽힘특성, 전단특성을 평가하였으며 동역학 측정장치를 통해 저장탄성계수, 손실탄성계수, 그리고 tan $\delta$ 등의 열분석 특성을 평가하였다. 또한 적외선 분광분석을 통해 노출기간에 따른 화학구조 변화도 조사하였다. 연구결과에 따르면 강화섬유가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 염수환경에 영향을 받지 않지만 수지가 지배적인 역할을 하는 기계적 특성은 노출기간이 길어짐에 따라 점차 감소하는 양상을 나타낸다. 저장탄성계수는 노출기간에 큰 영향을 받지는 않지만 유리전이온도는 염수환경에 영향을 받으며 노출기간이 길어지면 감소하는 양상을 나타낸다. FT/IR 선도에서 관찰된 피크의 세기는 노출기간에 다소 영향을 받지만 피크의 형상과 위치는 노출 기간에 따른 변화가 관찰되지 않는다. 이로 미루어 볼 때 본 연구에 적용된 탄소섬유/에폭시 복합재는 염수환경에 비교적 안정함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.85-92
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• 2011

말뚝의 동적 거동은 지반-말뚝의 동적상호작용, 지반의 비선형성, 지반-말뚝 시스템의 공진 현상 등 많은 요소가 상호 작용을 하므로 매우 복잡하다. 그러므로, 말뚝의 동적 거동을 수치해석으로 정확히 모사하려면 많은 노력과 시간이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 범용 수치해석 프로그램인 FLAC 3D를 활용하면서도 해석시간을 크게 감소 시킬 수 있는 새로운 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 전체 해석 영역을 근역 지반과 원역 지반으로 나누고 지반-말뚝 동적상호작용에 영향을 받지 않는 원역 지반을 요소망으로 모델링하는 대신 원역 지반의 지반 운동 시간이력을 근역 지반의 경계 조건에 입력 하중으로 적용하는 기법이다. 이 수치 모델링에서 지진파의 강도가 클 때 일어나는 지반의 비선형 거동을 모사하기 위하여 이력 감쇠 모델을 이용하여 접선 탄성 계수를 전단 변형률의 함수 값으로 입력하였으며, 지반과 말뚝 사이의 분리 현상을 모사하기 위하여 지반-말뚝 경계 요소를 도입하였다. 이 방법은 기존의 방법과 비교하여 해석 결과의 정확성을 유지하면서 해석 시간을 1/3로 감소시켰다. 제안된 수치해석 방법으로 예측한 1g 진동대 모형 실험의 원형 거동은 원형으로 환산한 모형 실험 결과와 유사하게 나타났다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.476-484
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• 2012

본 연구에서는 국내에서 보편적으로 사용되는 최대입경이 38mm에 이르는 쇄석 강화노반재료에 대한 동적 변형특성을 평가하기 위하여 직경 D=10cm, 길이 L=20cm의 시편을 시험할 수 있는 Stokoe방식의 고정단-자유단 중형 공진주 시험기 및 구동시스템과 해석프로그램을 제작하였다. 이렇게 완성된 중형 공진주 시험기를 이용하여 우리나라의 대표적인 석산 쇄석 강화노반재료에 대하여 공진주 시험을 수행하였다. 또한 소형(D=5cm) 공진주 시험기를 이용하여 동일한 재료로 시험을 수행하여 전단탄성계수(G) 감소곡선과 정규화 전단탄성계수($G/G_{max}$) 및 감쇠비(D) 곡선을 구하고 소형과 중형 공진주 시험결과에 대한 비교 분석을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권9호
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• pp.51-62
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• 2016

다양한 현장 조건에서 일어날 수 있는 건조토 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적거동을 평가하고 고찰하기 위해 3차원 수치 모델을 이용한 매개변수 연구가 수행되었다. 강진 시 지반의 비선형 거동을 적절하게 모사하기 위해 상용 유한 차분 프로그램인 FLAC3D를 통해 시간 영역에서 이루어졌다. 지반 구성 모델은 Mohr-Coulomb 탄소성 모델을 적용하였으며 지반 전단 탄성 계수의 비선형적인 감소를 모사할 수 있는 이력 감쇠 모델을 적용하였다. 진동 시 지반-말뚝 간의 완전 접촉, 미끄러짐, 분리 현상을 모두 모사하는 경계요소 모델을 적용하였으며 경계 조건의 경우, 지반-말뚝 상호작용의 영향을 받는 근역 지반만 메쉬를 생성하고 근역 지반의 경계부에 원역 지반의 가속도-시간 이력을 입력하는 방식인 단순화 연속체 모델링 기법을 적용함으로써 해석 효율을 증가시키고자 하였다. 또한, 적절한 최대지반탄성계수와 항복 깊이의 설정으로 지반의 비선형 거동을 더욱 정확히 모사하고자 하였다. 개발된 수치 모델을 이용하여 상부질량의 크기, 말뚝의 길이, 두부 경계조건, 지반의 상대밀도에 대한 매개변수 연구를 수행함으로써 다양한 현장 조건에 대한 지반-말뚝-구조물 시스템의 동적 거동을 평가하였다. 매개변수 연구 결과, 건조토 지반 조건에서는 상부질량에 의한 관성력이 시스템의 동적 거동에 지배적인 영향을 미침을 확인하였으며 지반에 의한 운동력의 영향은 상대적으로 적다고 평가되었다. 또한 짧은 말뚝과 긴 말뚝의 동적 거동 차이 및 말뚝두부 고정단과 자유단의 거동 차이를 해석적으로 검증하였다.

• 임산에너지
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• 제25권2호
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• pp.1-8
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• 2006

안동 봉정사 대웅전의 지붕구조로 사용되었던 해체부재와 새로이 벌채된 소나무재의 물리적, 기계적, 화학적 특성을 평가 분석하였다. 고목재의 해부학적 분석에 의해 만재부위에서 수지의 응고현상을 관찰할 수 있었다. 또한 열화에 의한 비중의 감소, 가도관의 미세할렬이 발생하였으며, 가도관 미세할렬은 S2층 마이크로휘브릴 경사각과 동일한 각도를 갖는 것으로 판단되었다. 고목재의 휨강도, 압축강도 및 전단강도는 모두 35-27% 가량 감소하였으며, 초음파 비파괴시험에 의한 동적탄성계수는 목재의 사용기간이 길어짐에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 목재의 열화는 비중과 동적탄성계수의 측정으로 확인할 수 있었다. 또한 길이방향 동적탄성계수의 측정으로부터 기계적 성능의 예측이 가능하였다. 목재의 부후를 판정할 수 있는 1% NaOH 추출 결과 고목재에서 부후가 많이 진행되었음을 확인하였다. 이에 따라 목재의 열화는 화학조성분의 분석에 의해 평가가 가능할 것으로 판단되었다. 이 연구의 결과는 시간의 경과에 따른 소나무의 물성 변화 분석으로부터 장기적으로 사용하는 목재의 물성 변화를 이해하고 예측을 가능하게 하는 자료의 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.63-74
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• 2015

This study investigated the influence of probabilistic variability in stiffness and nonlinearity of soil on response of nuclear power plant (NPP) structure subjected to seismic loads considering the soil-structure interaction (SSI). Both deterministic and probabilistic methods have been employed to evaluate the dynamic responses of the structure. For the deterministic method, $SRP_{min}$ method given in USNRC SRP 3.7.2(2013) (envelope of responses using three shear modulus profiles of lower bound($G_{LB}$), best estimate($G_{BE}$) and upper bound($G_{UB}$)) and $SRP_{max}$ method (envelope of responses by more than three ground profiles within range of $G_{LB}{\leq}G{\leq}G_{UB}$) have been considered. The probabilistic method uses the Latin Hypercube Sampling (LHS) that can capture probabilistic feature of soil stiffness defined by the median and the standard deviation. These analysis results indicated that 1) number of samples shall be larger than 60 to apply the probabilistic approach in SSI analysis and 2) in-structure response spectra using equivalent linear soil profiles considering the nonlinear behavior of soil medium can be larger than those based on low-strain soil profiles.

• Macromolecular Research
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• 제11권6호
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• pp.410-417
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• 2003

Poly(methyl methacrylate-co-acrylonitrile) [P(MMA-co-AN)]/Na-MMT nanocomposites were synthesized through emulsion polymerization with pristine Na-MMT. The nanocomposites were exfoliated up to 20 wt% content of pristine Na-MMT relative to the amount of MMA and AN, and exhibited enhanced storage moduli, E', relative to the neat copolymer. The exfoliated morphology of the nanocomposite was confirmed by XRD and TEM. 2-Acryla-mido-2-methyl-1-propane sulfonic acid (AMPS) widened the galleries between the clay layers before polymerization and facilitated the comonomers, penetration into the clay to create the exfoliated nanocomposites. The onset of the thermal decomposition of the nanocomposites shifted to a higher temperature as the clay content increased. By calculating areas of tan$\delta$ of the nanocomposites, we observed that the nanocomposites show more solid-like behavior as the clay content increases. The dynamic storage modulus and complex viscosity increased with clay content. The complex viscosity showed shear-thinning behavior as the clay content increased. The Young's moduli of the nano-composites are higher than that of the neat copolymer and they increase steadily as the silicate content increases, as a result of the exfoliated structure at high clay content.

• 한국도로학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.75-83
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• 2012

PURPOSES: Suggestion of asphalt binder constitutive model based on time-temperature superposition principle and overstress concept in order to describe behavior of asphalt binders. METHODS: A series of temperature sweep tests and multiple stress creep and recovery(MSCR) tests are performed to verify the applicability of time-temperature superposition principle(t-Ts) and to develop viscoelastoplastic constitutive equation based on overstress concept. For the tests, temperature sweep tests at various high temperature and various frequency and MSCR test at $58^{\circ}C$, $64^{\circ}C$ $70^{\circ}C$, $76^{\circ}C$, and $82^{\circ}C$ are performed. From the temperature sweep tests, dynamic shear modulus mastercurve and time-temperature shift function are built and the shift function and MSCR at $58^{\circ}C$ are utilized to determine model coefficients of VBO model. RESULTS: It is observed that the time-temperature shift function built at low strain level of 0.1% is applicable not only to 1.0% strain level temperature sweep test but also maximum 500,00% strain level of MSCR test. As well, the modified VBO model shows perfect prediction on MSCR measured strain at the other temperatures. CONCLUSIONS: The Time-temperature superposition principle stands hold from very low strain level to very high strain level and that the modified VBO model can be applicable for various range of strain and temperature region to predict elastic, viscoelastic, and viscoplastic strain of asphalt binders.