• Earthquakes and Structures
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• 제24권4호
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• pp.289-301
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• 2023

Developing a competent soil-bridge interaction model for the seismic analysis of piled foundation bridges is of utmost importance for investigating the seismic response and assessing fragility of these lifeline structures. To this end, ground motion histories are deemed necessary at various depths along the piles supporting the bridge. This may be effectively accomplished through time history analysis of a free-field standalone soil column extending from bedrock level to ground surface subjected to an input bedrock motion at its base. A one-dimensional site/ground response analysis (vide one-directional shear wave propagation through the soil column) is hence conducted in the present research accounting for the nonlinear hysteretic behavior of the soil stratum encompassing the bridge piled foundation. Two homogeneous soil profiles atop of bedrock have been considered for comparison purposes, namely, loose and dense sand. Analysis of the standalone soil column has been performed under a set of ten selected actual bedrock ground motions adopting a nonlinear time domain approach in an incremental dynamic analysis framework. Amplified retrieved PGA and maximum soil shear strains have been generally observed at various depths of the soil column when moving away from bedrock towards ground surface especially at large hazards associated with high (input) PGA values assigned at bedrock. This has been accompanied, however, by some attenuation of the amplified PGA values at shallower depths and at ground surface especially for the loose sand soil and particularly for cases with higher seismic hazards associated with large scaling factors of bedrock records.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권12호
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• pp.861-869
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• 2018

To determine the origin of the inhomogeneous microstructure and texture observed in drawn and annealed high purity copper wires, two kinds of drawing process conditions and their influence was investigated. The regular condition, based on a symmetric die, and a condition designed intentionally to produce an inhomogeneous shear deformation using an asymmetric die were employed. The difference in intensity of <111>-<100> distributed texture between the two wires confirmed that the wire drawn under the asymmetric die condition experienced a higher amount of shear deformation. The extensive shear strain in the wire drawn under the asymmetric die condition gave rise to inhomogeneous primary and secondary recrystallization behavior. After annealing at $200^{\circ}C$, grains with <100> texture, which were larger than the surrounding recrystallized grains, were extensively present on one half circle of the wire drawn under the asymmetric die condition, while larger grains with <100> were sparsely observed around the middle region of the wire drawn under the regular condition. Interestingly, the area where the larger grains with <100> texture existed was identical to the area where the high shear strain occurred during drawing in both wires. During annealing at $400^{\circ}C$, grains with <112> texture started to grow abnormally at the center of both wires as a result of secondary recrystallization. After annealing at $900^{\circ}C$ grains with <112> due to secondary recrystallization occupied the entire region of the wire drawn under the regular condition. On the other hand, in the wire drawn under the asymmetric die condition and then annealed at $900^{\circ}C$, the <100> oriented grains as a result of the normal grain growth of the larger <100> grains which were observed after annealing at $200^{\circ}C$, coexisted with the abnormally grown <112> grains. These results indicate that dynamic recrystallization induced by the shear strain during drawing plays an important role in the inhomogeneity of the microstructure and texture of wires after annealing.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권5호
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• pp.5-17
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• 2022

말뚝(pile)은 연약한 지반에 구조물을 설치하기 위하여 지중에 관입시키는 매개체로서, 특히 PHC말뚝은 설계기준강도 80MPa 이상의 고강도 콘크리트를 사용하여 제작하므로 압축력과 휨모멘트에 대한 저항성이 우수하다. 또한 강관 말뚝 대비 경제성에서 유리하며 공장에서 생산되므로 품질확보 및 관리가 용이하다. 하지만 PHC말뚝의 설계 시 지지력에 영향을 미치는 주면마찰력은 단순히 경험식 또는 N값 등을 이용한 추정치에 의한 설계가 이루어지고 있으며, 특히 최근 빈도수가 급증하고 있는 국내 지진에 대하여 PHC말뚝 주면부에 형성되는 지반과의 접촉면 동적거동에 관한 실험적 연구 사례는 미미한 실정이다. 또한 지반 내 지하수의 pH 값과 같은 지반환경적 요소 역시 고려되지 않고 있다. 본 연구에서는 지하수의 pH 값을 고려하여 산성, 중성, 염기성 용액에 1개월간 수침시킨 콘크리트 시료를 점토의 구성광물인 카올리나이트 시료와 접촉시키고, 반복 단순전단시험을 수행하였다. 반복 단순전단시험은 상재압 0.2MPa 및 0.4MPa에 대하여 각각 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 또한 접촉면의 동적 거동을 합리적으로 표현하기 위하여 교란상태개념(Disturbed State Concept)을 도입하여 교란상태함수를 구성하는 매개변수를 도출하였다. 그 결과 염기성 수침시료에 대하여 접촉면의 교란도가 가장 급격히 증가하였고 구속압이 작을 경우 보다 작은 누적 전단변형률에서 조기에 접촉면이 파괴상태에 근접하는 결과를 나타내었다. 또한 이러한 경향을 정량적으로 표현하는 교란상태함수의 매개변수를 새로이 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.53-61
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• 2015

PURPOSES : The objective of this study is to evaluate the SDAR (solvent deasphaltene residue), which is obtained from the solvent deasphalting (SDA) process, as a pavement material. METHODS : The physical properties of the SDAR were evaluated based on its chemical composition, and asphalt mixtures with the SDAR were fabricated and used for the evaluation of mechanical properties. Firstly, the chemical composition of SARA (saturate, aromatic, resin and asphaltene) was analyzed using the TLC-FID (thin-layer chromatography-flame ionization detector). Moreover, the basic material properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the penetration test, softening point test, ductility test, and PG (performance grade) grade test. The rheological properties of the asphalt binder with the SDAR were evaluated by the dynamic shear modulus ($G^*$) obtained using the time-temperature superposition (TTS) principle. Secondly, the mechanical properties of the asphalt mixtures with the SDAR were evaluated. The compactibility was evaluated using the gyratory compacter. Moreover, the tensile strength ratio (TSR) was used for evaluating the moisture susceptibility of the asphalt mixtures (i.e., susceptibility to pothole damage). The dynamic modulus $E^*$, which is a fundamental property of the asphalt mixture, obtained at different temperatures and loading cycles, was used to evaluate the mechanical properties of the asphalt mixtures. RESULTS AND CONCLUSION : The SDAR shows stiffer and more brittle behavior than the conventional asphalt binder. As the application of the SDAR directly in the field may cause early failures, such as cracks on pavements, it should be applied with modifiers that can favorably modify the brittleness property of the SDAR. Therefore, if appropriate additives are applied on the SDAR, it can be used as a pavement material because of its low cost and strong resistance to rutting.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5654-5663
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• 2015

부(-)의 간극수압으로서 불포화토 내에 작용하는 석션은 입자간 응력을 증가시키며, 이에 따라 토립자 골격의 항복응력 및 소성전단강성을 증대시키는 등, 불포화토의 역학적 특성에 지대한 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 석션의 효과를 지진 등의 동적 하중조건에서 고려하기 위하여 불포화토에 대해 확장된 반복탄소성구성식에 근거한 응력-변형율 관계를 제 1 항복함수 및 제 2 항복함수를 고려하여 유도하였다. 본 관계를 2차원 및 3차원 수치해석에서 액상화 이후의 압밀거동 예측 등에 적용하는 경우에는 평균골격응력(Mean skeleton stress)의 변화를 반영하는 제 2 항복함수의 도입이 필요하나, 요소시뮬레이션에서는 제 1 항복함수만으로도 수치해석을 위한 각 물성치 및 석션 파라미터 결정이 가능할 것으로 사료된다. 본 관계와 응력반전을 반영한 반복재하 루틴을 함께 코딩(Coding)할 경우 불포화조건 하에서의 반복삼축압축시험에 대한 수치해석적 모사가 가능할 것으로 보이며, 본 연구결과는 동적 하중이 작용하는 불포화토 거동 예측의 정확도 제고에 기여할 것으로 전망된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.1-13
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• 2019

본 연구는 건설현장에서 발생하는 암버력을 재활용하여 연약지반 개량재료로 활용가능한 동치환공법의 적용성과 연약지반 개량효과를 고찰하는 것을 목적으로 하고 있다. 암버력 매립층에서 동치환공법 적용시 지반보강 효과를 파악하기 위하여 현장지반 조사를 통해 수집한 암버력과 현장시료를 바탕으로 실내실험 및 현장시험을 수행하였다. 암버력의 전단시험을 통해 내부마찰각과 겉보기 점착력을 도출하였으며, 현장시료의 적용성과 문제점을 확인하고 동치환공법 적용시 필요한 중추의 무게, 낙하고, 타격횟수 등을 분석하여 동치환 특성을 파악하였다. 현장 평판재하시험과 밀도시험을 통하여 개량된 지반의 지지력과 침하량을 계측하였으며, 수치해석을 통해 개량지반의 거동을 예측하였다. 본 연구를 통해서 암버력 매립층의 동치환공법시 지반 실험계수 C_DR은 0.3~0.5로 수정 제안하였고, 100mm 이하 D₉₀은 80mm이하, D₁₅는 30mm이상의 입도범위를 가지는 암버력을 사용할 것을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.35-42
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• 2020

필로티 건물의 평면 비정형으로 인한 비틀림 거동은 비틀림 회전 최외단 기둥에 과도한 층간변위를 일으키고 이로 인하여 기둥의 전단파괴를 유도할 수 있다. 필로티 건물의 비틀림 거동을 제어할 수 있는 내진보강 공법으로서 벽체 증설, 철골 프레임 또는 철골 가새 추가공법 등이 사용될 수 있으나 이와 같은 공법 들은 필로티 층의 공간 개방성을 저해할 우려가 있다. 따라서 본 연구에서는 필로티 층의 공간 개방성을 유지할 수 있는 내진보강 공법으로서 knee brace를 활용하기 위하여 knee brace 보강재 단면 형상 및 보강재 설치 각도 등을 변수로 보강된 필로티 건물에 대하여 선형동적해석 및 비선형 정적해석(pushover analysis)을 수행하고 내진성능 평가 및 knee brace의 비틀림 제어효과를 분석하였다. 연구 결과 knee brace로 보강 시 기둥의 전단력은 증가하였으나 비틀림 변형을 제어하는데 효과가 있는 것으로 나타났다. knee brace와 기둥 사이를 30°로 보강 시 60°의 경우보다 기둥의 전단력은 적게 증가하였으며, 단면형상 □, ◯ 그리고 H 순으로 기둥의 횡변위가 적게 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6C호
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• pp.295-304
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• 2012

본 연구에서는 대형 지반구조물의 축조재료로 이용되는 대입경 조립재료의 동적 변형특성을 평가하기 위한 목적으로 국내 최대 규모의 대형 공진주시험시스템을 구축하였으며 그 성능 및 적용성을 검증하였다. 신규 시험기는 하단 고정, 상부 자유단에 코일-자석 시스템에 의한 가진 하중을 제어하는 전형적인 Stokoe 식 공진주시험 장치이며, 지름 200 mm, 높이 400 mm의 원주형 공시체에 대한 시험이 가능다. 시험기의 구동 및 계측 시스템은 굵은 자갈 이상의 조립재료에 대한 활용에 적합하도록 출력 및 정밀도를 확보하였으며, 고정밀의 제어 계측이 가능한 자동화 시스템으로 구성되었다. 공진주시험기의 동적응답특성 및 사용성을 검증하기 위한 방안으로 금속시편과 다수의 폴리우레탄 검증 시편을 이용하여 시험을 수행하였으며 타 시험기 또는 시험기법과의 비교를 통하여 정밀도를 평가하였다. 대형 시험기의 지반재료의 동적 변형특성 평가에 대한 신뢰성을 확인하기 위하여 동일한 사질토 시료에 대한 시험을 일반 공진주시험과 병행한 결과 공시체의 크기에 따른 효과가 일부 나타나지만 전반적으로 동일한 결과를 획득하였다. 최종적으로 댐 축조용 사력재료 시료에 대한 대형 공진주시험을 수행하였으며, 그 결과의 실효성을 확인하였다.

• Advances in concrete construction
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• 제9권3호
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• pp.313-326
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• 2020

Glass fiber-reinforced polymer (GFRP) bars have been introduced as an effective alternative for the conventional steel reinforcement in concrete structures to mitigate the costly consequences of steel corrosion. However, despite the superior performance of these composite materials in terms of corrosion, the effect of replacing steel reinforcement with GFRP on the seismic performance of concrete structures is not fully covered yet. To address some of the key parameters in the seismic behavior of GFRP-reinforced concrete (RC) structures, two full-scale beam-column joints reinforced with GFRP bars and stirrups were constructed and tested under two phases of loading, each simulating a severe ground motion. The objective was to investigate the effect of damage due to earthquakes on the service and ultimate behavior of GFRP-RC moment-resisting frames. The main parameters under investigation were geometrical configuration (interior or exterior beam-column joint) and joint shear stress. The performance of the specimens was measured in terms of lateral load-drift response, energy dissipation, mode of failure and stress distribution. Moreover, the effect of concrete damage due to earthquake loading on the performance of beam-column joints under service loading was investigated and a modified damage index was proposed to quantify the magnitude of damage in GFRP-RC beam-column joints under dynamic loading. Test results indicated that the geometrical configuration significantly affects the level of concrete damage and energy dissipation. Moreover, the level of residual damage in GFRP-RC beam-column joints after undergoing lateral displacements was related to reinforcement ratio of the main beams.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.337-347
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• 2018

This paper presents some shaking table tests conducted on a 1/4-scaled model with 5-story steel reinforced concrete (SRC) spatial frame with irregular section columns under a series of base excitations with gradually increasing acceleration peaks. The test frame was subjected to a sequence of seismic simulation tests including 10 white noise vibrations and 51 seismic simulations. Each seismic simulation was associated with a different level of seismic disaster. Dynamic characteristic, strain response, acceleration response, displacement response, base shear and hysteretic behavior were analyzed. The test results demonstrate that at the end of the loading process, the failure mechanism of SRC frame with irregular section columns is the beam-hinged failure mechanism, which satisfies the seismic code of "strong column-weak beam". With the increase of acceleration peaks, accumulated damage of the frame increases gradually, which induces that the intrinsic frequency decreases whereas the damping ratio increases, and the peaks of acceleration and displacement occur later. During the loading process, torsion deformation appears and the base shear grows fast firstly and then slowly. The hysteretic curves are symmetric and plump, which shows a good capacity of energy dissipation. In summary, SRC frame with irregular section columns can satisfy the seismic requirements of "no collapse under seldom earthquake", which indicates that this structural system is suitable for the construction in the high seismic intensity zone.