• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.237-244
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• 1995

Fracture properties for LEFM, S-FPZ and NS-FPZ models were determined using by finite element method and energy balance from the experimental results of three-point bend tests. For the LEFM model the stress intensity factor needed to increase continuously with crack extension, and for the S-FPZ model the fracture process zone characteristics need to change continuously if the critical stress intensity factor was to remain constant. The LEFM model showed the largest resistance and the slowest crack extension, while the NS-FPZ model showed the smallest resistance and the fastest crack extension. The responses for the S-FPZ model were intermediate between those for the LEFM and NS-FPZ models and the total fracture energy densities for the S-FPZ and NS-FPZ models and the total fracture energy densities for the S-FPZ and NS-FPZ models were equal.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.449-458
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• 2001

단일절리에서 2상유체의 거동을 모의하기 위해 개발된 수치모형의 검증을 위해서 상대투과계수 특성식을 수치모형에 적용하여 가스와 물의 동시거동을 해석한 후, 수치모의 결과를 모형실험결과와 비교하였다. 절리면의 거칠기와 간극의 크기에 댸한 민감도 분석을 실시한 결과, 가스의 이동속도는 절리면의 거칠기와 반비례하였으며, 절리간극의 크기와는 상대투과계수 특성식의 영향으로 단상유체의 흐름에서와 같은 간극크기의 제곱에 비례하는 향상은 보이지 않았다. 수치모형의 현장적용성을 검토하기 위해서 지하 LPG 저장기지에 모형을 적용한 결과, 저장공동에 인접한 단일절리에서의 운영압의 동적변동에 따른 지하수와 프로판가스의 동시거동을 모사할 수 있었다. 절리면이 매끈하고 간극이 작아질수록 운영압과 지하수압의 조절로는 누출된 가스의 이동제어가 불가능해지는 것으로 나타났다.

• 소성∙가공
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• 제24권3호
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• pp.176-180
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• 2015

The current study is concerned with the prediction of fracture strains for DP980 steel sheets over a wide range of loading paths. The use of DP980 steel is increasing significantly in automotive industries for enhanced safety and higher fuel efficiency. The material behavior of advanced high-strength steels (AHSSs) sheets sometimes show unpredictable and sudden fracture during sheet metal forming. A modified Lou-Huh ductile fracture criterion is utilized to predict the formability of AHSSs because the conventional forming limit diagram (FLD) constructed based on necking is unable to evaluate the formability of AHSSs sheets. Fracture loci were extracted from three dimensional fracture envelopes by assuming the plane-stress condition to evaluate equivalent plastic strains at the onset of fracture for a wide range of loading paths. Three different types of specimens -- pure shear, dog-bone and plane strain grooved -- were utilized for tensile testing to calibrate the fracture model of DP980 steel sheets. Fracture strains of each loading path were evaluated such that there shows little deviation between fracture strains predicted from the fracture model and the experimental measurements. From the comparison, it is clearly shown that the three dimensional fracture envelopes can accurately predict the onset of the fracture of DP980 steel sheets for complicated loading conditions from compressive loading to shear loading and to equibiaxial tensile loading.

• Computers and Concrete
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• 제33권2호
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• pp.147-162
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• 2024

This study presents a random-aggregate mesoscale model integrating the random distribution of the coarse aggerates and the damage mechanics of the mortar and interfacial transition zone (ITZ). This mesoscale model can generate the random distribution of the coarse aggregates according to the prescribed particle size distribution which enables the automation of the current methodology with different coarse aggregates' distribution. The main innovation of this work is to propose the "correction factor" to eliminate the dimensionally dependent mesh sensitivity of the concrete damaged plasticity (CDP) model. After implementing the correction factor through the user-defined subroutine in the randomly meshed mesoscale model, the predicted fracture resistance is in good agreement with the average experimental results of a series of geometrically similar single-edge-notched beams (SENB) concrete specimens. The simulated cracking pattern is also more realistic than the conventional concrete material models. The proposed random-aggregate mesoscale model hence demonstrates its validity in the application of concrete fracture failure and statistical size effect analysis.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.1172-1182
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• 1993

본 연구에서는 버형성중의 파단을 파단전의 소성변형의 과정이 파단에 영향을 미치는 연성파단(ductile fracture)으로 간주하여 McClintock의 연성파단에 관한 모델 을 이용하여 버형성중의 파단변형도를 얻었다. 이 파단변형도가 인장시험으로부터 얻 은 파단변형도와 커다란 오차가 없음을 확인하여 편의상 인장시험에서의 파단변형도를 버형성중의 파단발생 판정기준으로 사용하였다. 버형성이 시작된 이후에 공구인선부 에서의 피삭재의 변위의 발달에 관한 모델이 제시되었고 파단변형도와 최대변형량과의 비교로부터 파단위치와 각도가 결정된다.

• 지질공학
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• 제5권2호
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• pp.155-165
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• 1995

열극암반내의 지하수유동 및 용질이동 해석을 위해서는 추계론적인(Simulation Techique) 3차원 불연속체 모형(Discrete Fracture Model)이 요구된다. Monte Carlo 모의기법(Simulation Techique)에 의해 구성된 추계론적 불연속체모형을 지하 유류저장공동의 기밀성평가를 위한 지하수유동 및 용질이동 모의에 적용하였다. 불연속체모형구성에 영향을 미치는 열극 특성요소는 방향서 및 크기로 분석되었으며, 구성도니 모형(Model)에서의 지하수유동에 영향을 미치는 요소는 투수성 열극밀도로 분석되었다. Particle Tracking 기법을 사용한 불연속체모형의 용질이동 모의에서는 열극의 투수성에 의해 이동경로 및 이동속도에 많은 차이가 관찰되었다. 검증된 추계론적 불연속체모형은 지하 유류저장공동 기밀성평가에 적용이 가능함이 부분적으로 인정되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권1호
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• pp.1-9
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• 2017

This paper describes laboratory tests carried out to evaluate the influence of class F fly ash (FA) on fracture toughness of plain concretes, specified at the third model fracture. Composites with the additives of: 0%, 20% and 30% siliceous FA were analysed. Fracture toughness tests were performed on axial torsional machine MTS 809 Axial/Torsional Test System, using the cylindrical specimens with dimensions of 150/300 mm, having an initial circumferential notch made in the half-height of cylinders. The studies examined effect of FA additive on the critical stress intensity factor $K_{IIIc}$. In order to determine the fracture toughness $K_{IIIc}$ a special device was manufactured.The analysis of the results revealed that a 20% FA additive causes increase in $K_{IIIc}$, while a 30% FA additive causes decrease in fracture toughness. Furthermore, it was observed that the results obtained during fracture toughness tests are convergent with the values of the compression strength tests.

• 터널과지하공간
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• 제31권4호
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• pp.270-288
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• 2021

본 연구에서는 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 역학적, 수리적 거동을 평가할 수 있는 수치해석기법을 제시하고 해석해와의 비교를 통해 검증하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 일환으로 수행된 벤치마크 모델링 연구로, Task G는 결정질 암반 내 균열의 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. 본 연구에서는 사면체 개별 입자들을 이용하여 해석모델을 생성하고 3DEC을 이용하여 입자와 접촉에서의 거동을 해석하였다. 이 과정에서 등가연속체 개념을 적용해 입자기반모델의 미시물성을 산정할 수 있는 새로운 기법을 제시하였다. 한편, 균열 경사각과 거칠기, 경계응력조건 및 압력 조건에 따른 해석을 실시하여 각 해석조건이 균열의 수직, 전단방향 거동에 미치는 영향을 살펴보았다. 해석 결과, 제안된 수치모델은 경계응력에 따른 균열의 미끄러짐(fracture slip)과 유체 압력에 따른 균열의 개방(fracture opening), 균열 경사에 따른 응력 분포, 거칠기로 인한 전단변위의 구속 등을 합리적으로 재현하고 있음을 확인하였다. 수치해석을 통해 계산된 균열의 수직방향, 전단방향 변위는 모두 해석해를 통해 계산된 값과 거의 일치하는 결과를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권7호
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• pp.5-19
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• 2024

During the blasting process, a fracture zone is formed in the vicinity of the blast hole. Any damage that extends beyond the excavation boundary line necessitates the implementation of an additional support system to assure safety. Typically, fracture zone radius is estimated from blast hole pressure using theoretical methods due to its simplicity. However, linear charge concentration (kg/m) is used for tunnel blasting. This paper compiles Swedish experimental datasets to estimate the radius of fracture zones based on linear charge concentration. Further numerical analyses are performed in LS-DYNA for coupled single-hole blasting. The Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model has been selected as the constitutive model for this investigation. The numerical model is validated against small-scale laboratory tests. Parametric studies are conducted to predict fracture zones in granite and sandstone rocks using two kinds of explosives, PETN and AFNO. The analyses evaluate ten types of blast hole sizes, ranging from 17 to 100 mm. The results indicate that granite has a larger fracture zone than sandstone, and the PETN explosive predicts more damage than ANFO. Smaller blast holes exhibit smaller fracture zones in comparison to larger blast holes. Wave propagation is more rapidly attenuated in granite than in sandstone. Subsequently, the predicted fracture zone outcomes are compared with the empirical dataset. Fracture zones of medium blast hole diameter align well with the experimental data set. A predictive equation is derived from the data set, which may be used to evaluate blast design to manage fracture zones beyond the excavation line.

• Water Engineering Research
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• 제6권2호
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• pp.49-61
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• 2005

This paper presents the numerical study to examine characteristics of fluid flow and solute transport in a rough fracture subject to effective normal stresses. The aperture distribution is generated by using the self-affine fractal model. In order to represent a nonlinear relationship between the supported normal stress and the fracture aperture, we combine a simple mechanical model with the local flow model. The solute transport is simulated using the random walk particle following algorithm. Results of numerical simulations show that the flow is significantly affected by the geometry of aperture distribution varying with the effective normal stress level while it is slightly affected by the fractal dimension that determines the degree of the fracture surface roughness. However, solute transport is influenced by the effective normal stress as well as the fracture surface roughness.