• 터널과지하공간
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• 제27권1호
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• pp.26-38
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• 2017

본 연구는 유 가스 저류층의 암석 투과도 분석을 위해 다양한 층리를 가진 암석과 치밀사암(tight sandstone)을 이용하여 실제 현장의 응력조건을 고려한 암석 투과도를 연구하였다. 다양한 층리를 고려하기 위하여 수평/수직 층리(horizontal & vertical bedding) 및 층리가 존재하지 않는(non-bedding) 암석 시료를 사용하였으며, 균열이 존재하는 저류층의 암석 투과도를 연구하고자 인공균열을 생성시킨 치밀사암을 사용하였다. 실제 심도에서 암석이 받는 유효응력(effective stress)을 암석 투과도 실험에 구현하기 위해 삼축 압력셀을 이용하여 심도별 암석투과도 실험을 수행하였다. 암석 시료에 가해지는 유효응력 및 공극압으로 구분하여 응력조건을 고려하였다. 실험은 두 가지 형태의 응력 해방조건을 고려하여 실시하였다. 또한 암석 투과도 개선을 위한 균열 지지제(proppant)를 주입해 응력조건별 균열 암석 투과도 변화 양상을 분석하였다. 실험결과, 층리 암석투과도에서는 층리가 존재하지 않는 암석 시료가 응력에 가장 민감하게 반응하였으며, 균열 암석 투과도에서는 균열 지지제 주입 유무에 따라 암석 투과도 값이 크게 달라지는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.471-480
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• 2002

본 논문에서는 가압경수로(PWR) 고준위폐기물을 깊은 지하 500 m에 처분 시 사용되는 처분용기의 기본 구조설계에 필요한 처분용기 구조물에 대한 열응력 해석을 수행하였다. 일반적으로 고준위폐기물 처분용기는 지하 수백 미터에 위치하는 화강암 등의 암반 내에 설치하게 되는데, 이 때 처분용기는 내부 바스켓에 채워진 사용 후 핵연료다발의 높은 온도에 따른 열발생에 의하여 내부 주철삽입물 및 외곽쉘에 발생하는 열응력에 견디어야 한다. 따라서 본 논문에서는 처분용기 내부의 핵연료 다발의 열발생을 고려한 열응력 해석을 수행하였다 해석 방법은 유한요소법을 사용하였다. 직접 유한요소해석코드를 작성하는 대신에 구조물의 복잡성 및 유한요소개수의 많음을 고려하여, 상용 유한요소해석 코드인 NISA프로그램을 이용하여 열응력 해석을 수행하였다 해석 결과 처분용기에 가해지는 심지층 지하수압 및 벤토 나이트 버퍼의 팽윤압에 추가하여, 고온의 내부 핵연료다발에 의한 열하중이 작용하더라도 처분용기의 내부 주철삽입물에 발생하는 응력은 주철의 항복응력 보다 여전히 작아 처분용기는 구조적으로 안전함이 확인되었다

• 토지주택연구
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• 제13권1호
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• pp.141-150
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• 2022

국내 대규모 지진 이후 구조물의 내진에 대한 연구 필요성이 커짐에 따라 행정안전부에서는 기존의 내진설계기준 공통적용사항을 개정하여 국가내진성능 목표치를 상향하였으며 새로 개정된 내진설계기준의 성능목표치에 대한 연구가 필요하게 되었다. 이에 본 논문에서는 실제 노후화된 Test-Bed의 댐 제체와 내부에 매립되어 있는 수압철관과 유체를 여러 변수를 도입하여 3차원 유한요소법으로 모델링 하였으며 수압철관 내부 유체의 동수압으로 인한 거동을 분석하고 개정된 현행 내진설계 기준법에 부합하는 지진파에 대한 댐 제체와 수압철관의 안전성을 확인하였다. 3차원 유한요소해석결과 수압철관의 수충격에 의한 응력변화가 매우 작았으며 이를 통해 지진상황에서 수충격 보다 동수압의 영향이 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 동수압이 SPH 형태인 경우 지진동으로 인한 유체의 거동과 응력 발생 위치를 유효하게 나타낼 수 있으며 취약부 분석에 더욱 용이할 것으로 분석되었다. 부식을 고려한 해석결과 수압철관이 제체의 매립되어 있기 때문에 응력 분산의 정도가 작아져 강재 항복응력의 1% 이하로 매우 작은 응력결과를 보였다. 또한 콘크리트 댐 제체의 상류 유입부의 미소 인장균열 발생 가능성이 있으나 수압철관의 응력증가에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났으며 개정된 유효지반가속도의 지진상황에서 안전한 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권3호
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• pp.263-278
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• 2008

Structural pipe-in-pipe cross-sections have significant potential for application in offshore oil and gas production systems because of their property that combines insulation performance with structural strength in an integrated way. Such cross-sections comprise inner and outer thin walled pipes with the annulus between them fully filled by a selectable thick filler material to impart an appropriate combination of properties. Structural pipe-in-pipe cross-sections can exhibit several different collapse mechanisms and the basis of the preferential occurrence of one over others is of interest. This paper presents an elastic analyses of a structural pipe-in-pipe cross-section when subjected to external hydrostatic pressure. It formulates and solves the static and elastic buckling problem using the variational principle of minimum potential energy. The paper also investigates a simplified formulation of the problem where the outer pipe and its contact with the filler material is considered as a 'pipe on an elastic foundation'. Results are presented to show the variation of elastic buckling pressure with the relative elastic modulus of the filler and pipe materials, the filler thickness and the thicknesses of the inner and outer pipes. The range of applicability of the simplified 'pipe on an elastic foundation' analysis is also presented. A brief review of the types of materials that could be used as the filler is combined with the results of the analysis to draw conclusions about elastic buckling behaviour of structural pipe-in-pipe cross-sections.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.9-14
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• 1985

본 연구에서는 평면 변형도상태 하에서 정수압을 받는 2차원 탄성 콘크리트 댐의 단면 모양을 최적화함으로써 댐의 질량을 최소화하였다. 최적화 문제의 목적함수로는 댐의 단면적이, 제약조건으로는 주응력 제약조건과 두께 제약조건들이, 설계변수로는 모델 경계의 모양이 채택되었다. 모델 영역의 변화에 따른 설계감도해석을 위해 최적화 문제를 범함수 형태로 변환한 후 연속체 역학의 물질미분 개념과 Adjoint Variable Technique 을 활용하였고, 최적화를 위해서는 Gradient Projection Method 를 사용하였다. 연구 결과 본 연구에 적용된 이론이 효율적이고 실제 탄성구조물 설계에 광범위하게 응용될 수 있음이 밝혀졌다.

• Computers and Concrete
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• 제14권6호
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• pp.675-694
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• 2014

Annular and solid concrete specimens with different aspect ratios and static unconfined compressive strengths were studied for impact loading using SHPB test setup. Numerical simulations in LSDYNA were also carried out and results were validated. The stress-strain curves obtained under dynamic loading were also compared with static compressive tests. The mode of failure of concrete specimen was a typical ductile failure at high strain rates. In general, the dynamic increase factor (DIF) of thin solid specimens was higher than thick samples. In the numerical study, the variation of axial, hydrostatic and radial stresses for solid and annular samples was studied. The core phenomenon due to confinement was observed for solid samples wherein the applied loads were primarily borne by the innermost concrete zone rather than the outer peripheral zone. In the annular samples, especially with large diameter inside hole, the distribution of stresses was relatively uniform along the radial distance. Qualitatively, only a small change in the distribution of stresses for annular samples with different internal diameters studied was observed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권5호
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• pp.737-755
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• 2013

This paper aims to develop a practical approach to modeling of fiber reinforced polymers (FRP) strengthened masonry panels. The main objective is to provide suitable relations for the material characterization of the masonry constituents so that the finite element applications of elasto-plastic theory achieves a close fit to the experimental load-displacement diagrams of the walls subjected to in-plane shear and compression. Two relations proposed for masonry columns confined with FRP are adjusted for the cohesion and the internal friction angle of both units and mortar. Relating the mechanical parameters to the uniaxial compression strength and the hydrostatic pressure acting over the wall surface, the effects of major and intermediate principal stresses ${\sigma}_1$ and ${\sigma}_2$ on the yielding and the shape of the deviatoric section are then reflected into the analyses. Performing nonlinear finite element analyses (NLFEA) for the three walls tested in two different studies, their stress-strain response and failure modes are eventually evaluated through the comparisons with the experimental behavior.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.160.1-160.1
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• 2014

Using a density functional theory calculation including van der Waals (vdW) corrections, we report that $H_2$ adsorption in a cubic-crystalline microporous metal-organic framework (MOF-5) leads to volume shrinkage, which is in contrast to the intuition that gas adsorption in a confined system (e.g., pores in a material) increases the internal pressure and then leads to volumetric expansion. This extraordinary phenomenon is closely related to the vdW interactions between MOF and $H_2$ along with the $H_2$-$H_2$ interaction, rather than the Madelung-type electrostatic interaction. At low temperatures, $H_2$ molecules adsorbed in the MOF-5 form highly symmetrical interlinked nanocages that change from a cube-like shape to a sphere-like shape with $H_2$ loading, helping to exert centrosymmetric forces and hydrostatic (volumetric) stresses from the collection of dispersive interactions. The generated internal negative stress is sufficient to overcome the stiffness of the MOF-5 which is a soft material with a low bulk modulus (15.54 GPa).

• 물과 미래
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• 제29권2호
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• pp.221-233
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• 1996

2차원 표층밀도분류의 특성을 동역학적으로 구명하기 위해 수치해석을 할 경우고려해야 할 가장 중요한 문제는 성층상태에서 난류수송의 평가와 자유수표면의 처리이다. 본 연구에서는 2차원 표층밀도분류에 대한 내부흐름의 연직방향구조를 동역학적으로 구명하기 위해서 비정수압 근사 및 대수응력모형(ASM) 을 사용하여 SIMPLE로 알려진 수치모형을 적용하였다. $\kappa-\varepsilon$모형의 결점인 난류의 이방성을 고려한 대수응력 모형(ASM)을 사용한 2차원 표층밀도분류 수치모형은 밀도계층에 포획감쇠 및 자유수면에서 난류구조를 보다 정확하게 규명할 수 있었다. 대수응력모형(ASM)에 의한 유동장의 계산결과는 $\kappa-\varepsilon$ 모형에 의한 결과와 비교하여 상당히 개선되였으며, 수리실험 결과와 잘 일치하여 모형의 적용성이 검증되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권2호
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• pp.243-259
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• 2015

Comparative study has been performed to investigate the behavior of dredged fills on rigid (Model 1) and flexible (Model 2) containers. The study was focused on the sedimentation of soil fills and the development of total stresses. Model 1 is made of an acrylic cylinder and Model two is a scale-size geotextile tube. Results indicate that for rigid containers, significant decrease of the sediment height is apparent during the dewatering process. On the other hand, because the geotextile is permeable, the water is gradually dissipated during the filling process on flexible containers. Hence, significant loss in the tube height is not apparent during the duration of the test. Pressure spikes are apparent on rigid containers during the filling process which can be attributed to the confining effect due to hydrostatic pressure. For the flexible containers, the pressure readings gradually increases with time during the filling process and normalize at the end on the filling stage. No pressure spikes were apparent due to the gradual dissipation of pore water pressure.