• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.189-207
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• 2023

In the present study, the thermoshearing experiment on a rough rock fracture were modeled using a three-dimensional grain-based distinct element model (GBDEM). The experiment was conducted by the Korea Institute of Construction Technology to investigate the progressive shear failure of fracture under the influence of thermal stress in a critical stress state. The numerical model employs an assembly of multiple polyhedral grains and their interfaces to represent the rock sample, and calculates the coupled thermo-mechanical behavior of the grains (blocks) and the interfaces (contacts) using 3DEC, a DEM code. The primary focus was on simulating the temperature evolution, generation of thermal stress, and shear and normal displacements of the fracture. Two fracture models, namely the mated fracture model and the unmated fracture model, were constructed based on the degree of surface matedness, and their respective behaviors were compared and analyzed. By leveraging the advantage of the DEM, the contact area between the fracture surfaces was continuously monitored during the simulation, enabling an examination of its influence on shear behavior. The numerical results demonstrated distinct differences depending on the degree of the surface matedness at the initial stage. In the mated fracture model, where the surfaces were in almost full contact, the characteristic stages of peak stress and residual stress commonly observed in shear behavior of natural rock joints were reasonably replicated, despite exhibiting discrepancies with the experimental results. The analysis of contact area variation over time confirmed that our numerical model effectively simulated the abrupt normal dilation and shear slip, stress softening phenomenon, and transition to the residual state that occur during the peak stress stage. The unmated fracture model, which closely resembled the experimental specimen, showed qualitative agreement with the experimental observations, including heat transfer characteristics, the progressive shear failure process induced by heating, and the increase in thermal stress. However, there were some mismatches between the numerical and experimental results regarding the onset of fracture slip and the magnitudes of fracture stress and displacement. This research was conducted as part of DECOVALEX-2023 Task G, and we expect the numerical model to be enhanced through continued collaboration with other research teams and validated in further studies.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권6호
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• pp.165-180
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• 1997

건물의 지하외벽 또는 암거나 박스 칼버트와 같은 지하구조물은 되메움한 흙의 자중에 의한 하중 이외에 되메움이 완료된 후 주차장을 신설하거나 도로를 건설하면 차량이나 구조물에 의해 표면에 작용하는 점하중, 띠하중, 선하중 등의 외부 하중을 지자하게 된다. 이러한 상재하중에 의한 지중응력은 구조물에 영향을 받아 수평압력 및 연직압력을 증가시킨다. 상재하중에 의해 증가하는 지중응력을 계산하는 방법은 지반이 반무한 탄성체이며 등방성이고 균질하다는 가정하의 Boussinesq(1885)의 탄성론에 의한 지중응력 산정법과 지반은 등향적(imtropic)이고 균질하며 활동선이 Coulomb의 기준에 맞는다라는 가정하에 Krey(1936), Ohde(1952) 등의 소성론에 따른 산정법 및 이를 조합한 Schmitt(1992) 등이 제시한 탄소성론에 의한 산정 법등이 제시되었다. 본 연구에서는 탄소봉으로 지반을 조성한 후 되메움 공간의 크기가 다른 경우 그 표면에 등분포 띠 하중으로서 상재하중이 작용할 때 증가되는 수평토압의 크기, 벽체에 작용하는 토압에 의한 수직압력 및 굴착면 하부에 작용하는 연직토압을 측정하여 상재하중과토압의 관계를규명하였다. 또한, Mohr-Coulomb의 지반구성모델을 이용한 유한차분법 (FDM)으로 해석하여 그 결과를 실험 결과와 비교, 검토하였다.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제6권2호
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• pp.65-78
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• 2012

An experimental study was carried out to evaluate fresh properties of a moderately high-strength (high-flowing) self-compacting concrete (SCC) and to investigate shear behavior and performance of deep beams made with SCC. Fresh and hardened properties of normal concrete (NC) and SCC were evaluated. The workability and compacting ability were observed based on casting time and number of surface cavities, respectively. Four-point loading tests on four deep beams (two made with SCC and two with NC) were then conducted to investigate their shear behavior and performance. Shear behavior and performance of beams having two different web reinforcements in shear were systematically investigated in terms of crack pattern, failure mode, and load-deflection response. It was found from the tests that the SCC specimen having a normal shear reinforcement condition exhibited a slightly higher load carrying capacity than the corresponding NC specimen, while the SCC specimen having congested shear reinforcement condition showed a similar load carrying capacity to the corresponding NC specimen. In addition, a comparative study between the present experimental results and theoretical results in accordance with ACI 318 (Building Code Requirements for Reinforced Concrete (ACI 318-89) and Commentary-ACI 318R-89, 1999), Hsu-Mau's explicit method (Hsu, Cem Concr Compos 20:419-435, 1998; Mau and Hsu, Struct J Am Concr Inst 86:516-523, 1989) and strut-and-tie model suggested by Uribe and Alcocer (2002) based on ACI 318 Appendix A (2008) was carried out to assess the applicability of the aforementioned methods to predict the shear strength of SCC specimens.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권6호
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• pp.17-25
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• 2019

항공기 엔진의 고장예지 및 건전성 관리(PHM)는 고장 또는 수명한계 도달 전에 잔존 유효 수명을 예측하는 것이다. PHM 기술 중 예측모델을 확립하는 방법은 물리 기반과 데이터 기반 방법이 있다. 물리기반 방법은 적은 데이터로 정확한 예측이 가능하지만 확립된 손상 물리 모델이 적어서 적용에 한계가 있다. 본 연구는 따라서 데이터 기반 방법을 적용하였으며, 수명 예측을 위해서 신경회로망 알고리즘 중 Multi-layer Perceptron을 이용하였다. 이를 위해 미국 항공우주국(NASA)에서 개발한 C-MAPSS 코드로 생성된 가상 데이터 세트를 이용하여 신경회로망을 학습하였다. 학습된 신경회로망 모델은 테스트 세트에 적용한 후 잔존 유효 수명의 신뢰구간을 예측하고 실제 값을 통해 정확도를 검증하였다. 또한 본 연구에서 제시된 방법을 기존 문헌의 것과도 비교하였고 그 결과 비교적 양호한 정확도를 확인할 수 있었다.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.321-332
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• 2017

The reverse fault is a dangerous geological hazard faced by buried steel pipelines. Permanent ground deformation along the fault trace will induce large compressive strain leading to buckling failure of the pipe. A hybrid pipe-shell element based numerical model programed by INP code supported by ABAQUS solver was proposed in this study to explore the strain performance of buried X80 steel pipeline under reverse fault displacement. Accuracy of the numerical model was validated by previous full scale experimental results. Based on this model, parametric analysis was conducted to study the effects of four main kinds of parameters, e.g., pipe parameters, fault parameters, load parameter and soil property parameters, on the strain demand. Based on 2340 peak strain results of various combinations of design parameters, a semi-empirical model for strain demand prediction of X80 pipeline at reverse fault crossings was proposed. In general, reverse faults encountered by pipelines are involved in 3D oblique reverse faults, which can be considered as a combination of reverse fault and strike-slip fault. So a compressive strain demand estimation procedure for X80 pipeline crossing oblique-reverse faults was proposed by combining the presented semi-empirical model and the previous one for compression strike-slip fault (Liu 2016). Accuracy and efficiency of this proposed method was validated by fifteen design cases faced by the Second West to East Gas pipeline. The proposed method can be directly applied to the strain based design of X80 steel pipeline crossing oblique-reverse faults, with much higher efficiency than common numerical models.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제16권2호
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• pp.190-205
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• 2015

In this paper, the impact damage behavior of USN-150B carbon/epoxy composite laminates subjected to high velocity impact was studied experimentally and numerically. Square composite laminates stacked with $[45/0/-45/90]_{ns}$ quasi-symmetric and $[0/90]_{ns}$ cross-ply stacking sequences and a conical shape projectile with steel core, copper skin and lead filler were considered. First high-velocity impact tests were conducted under various test conditions. Three tests were repeated under the same impact condition. Projectile velocity before and after penetration were measured by infrared ray sensors and magnetic sensors. High-speed camera shots and C-Scan images were also taken to measure the projectile velocities and to obtain the information on the damage shapes of the projectile and the laminate specimens. Next, the numerical simulation was performed using explicit finite element code LS-DYNA. Both the projectile and the composite laminate were modeled using three-dimensional solid elements. Residual velocity history of the impact projectile and the failure shape and extents of the laminates were predicted and systematically examined. The results of this study can provide the understanding on the penetration process of laminated composites during ballistic impact, as well as the damage amount and modes. These were thought to be utilized to predict the decrease of mechanical properties and also to help mitigate impact damage of composite structures.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.471-480
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• 2015

최근 국내의 건축구조는 공간활용을 극대화할 수 있도록 계획되고 있다. 공간활용의 장점을 실현하기 위하여 하이브리드 OCB (Optimized Composite Beam)를 개발하였다. 건축용 OCB는 부모멘트 구간에서는 노출강연선으로 보강된 H형강으로 구성되고 정모멘트 영역에서는 PSC 구조로 구성된다. 본 연구에서는 건축용 OCB의 휨성능을 조사하였다. 15 m 길이의 시험체를 제작하여 3점 휨실험을 실시하였다. 실험을 통해서 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 시험체의 재하실험에서 초기 균열은 설계사용 하중의 171%에서 발생되었다. 2)사용하중에서 처짐은 건축구조설계기준에 제시된 허용처짐량 이내로 만족하였다. 3)균열의 양상, 파괴모드 그리고 극한하중 등의 실험결과는 3D 수치해석결과와 비교검토되었다. 본 실험연구 결과로부터 건축용 OCB보의 구조적인 신뢰성이 입증되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.795-803
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• 2004

현행 구조설계기준식에서는 취성적으로 파괴하는 최소전단보강철근 파괴를 방지하기 위하여 철근콘크리트 보에 최소전단보강철근을 배근하도록 규정하고 있다. 최소전단철근비는 콘크리트의 압축강도와 함께 주인장철근비와 전단경간비에 영향을 받는다. 이 연구에서는 주인장철근비와 전단경간비가 철근콘크리트 보의 최소전단철근비에 미치는 영향을 파악하기 위하여 14개의 철근콘크리트 보를 실험하였다. 실험에 의하면 전단 여유율은 주인장철근비가 증가할수록 증가하였고, 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. 실험 결과는 ACI 318-02 기준식과 선행 연구의 제안식과 비교되었다.

• 정보처리학회논문지C
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• 제12C권5호
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• pp.701-708
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• 2005

무선 통신망에서 다양한 요구의 QoS(Quality of Service)를 보장하고 한정된 대역폭을 효과적으로 사용하기 위한 기법에는 이동성 예측 기법과 채널 할당 기법이 있다. 이러한 이동성 예측 기법들 중에서는 가장 최근에 제안되었으며, 셀 내부의 이동 경로를 저장하는 방법을 사용하는 Detailed-ZMHB 알고리즘이 가장 우수한 성능을 보인다. 또한, 여러 채널 할당 기법 중에서 핸드오프 호(Handoff Call)의 접속 실패율을 줄이기 위하여, 핸드오프 호에 우선순위를 두어 다소의 신규 호 블록킹율을 감수하고, 핸드오프 호의 접속 실패율(Dropping Probability)을 낮추는 방법들이 제안되었다. 특히, CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템에서의 소프트 핸드오프의 경우, 신호의 세기에 따라 인접한 셀 중 두 개를 선택하여 채널을 예약하는 방법을 사용한다. 본 논문에서는 핸드오프 호의 접속 실패율을 줄이기 위하여, 예측 알고리즘에서 사용하는 이동 경로 저장 방법을 이용하는 새로운 채널 예약 기법을 제안한다. 그 결과로, 본 논문에서 제안한 채널 예약 기법이 기존의 기법보다 핸드오프 호의 접속 실패율이 약 67-71$\%$정도 낮다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.2223-2229
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• 2010

GPS 위성 고장과 같은 GPS 신호 이상에 대한 무결성 감시 연구가 진행되고 있다. GPS 신호의 이상 발생은 GPS 위성의 고장, 이온층 지연 오차의 급격한 증가, 제어부분의 항법 파라미터에 대한 잘못된 모델링 또는 고의적 이상, 전자파 간섭 등이 있는 것으로 알려져 있다. GPS 위성 고장의 경우 반송파, 코드, 항법메시지의 오류에 의해 이상이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 항법메시지에 이상이 있는 상황을 GPS 시뮬레이터를 이용하여 재현하고, 항법메시지 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하였다. GPS 항법메시지를 구성하는 프리앰블, HOW의 TOW 카운트메시지와 서브프레임의 ID를 나타내는 비트, 위성상태 관련 비트, 그 외의 항법메시지 이상에 대해 정리하고 이를 재현하였으며, 이러한 이상이 GPS 수신기에 미치는 영향을 분석하기 위하여 위성의 개수, DOP, 의사거리를 통해 관찰하였다.