• 터널과지하공간
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• 제27권1호
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• pp.39-49
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• 2017

다양한 암반구조물의 안전도를 정량적으로 표현하는 지수로 안전율이 흔히 사용된다. 그러므로 동일한 응력조건에서 산정된 안전율이라 할지라도 안전율의 정의에 따라 안전율 계산 값의 차이가 있을 수 있으므로 적용하는 안전율의 정의와 특성을 이해하는 것이 중요하다. 이 연구에서는 Mohr-Coulomb 파괴조건식과 Hoek-Brown 파괴조건식을 활용하여 최대전단응력, 최대전단강도, 응력불변량, 최대주응력을 기반으로 하는 4종의 국부안전율을 정의하였다. 이어서 5가지 응력경로에 따른 각 안전율의 변화특성을 고찰하였다. 암반구조물 해석시 전통적으로 많이 이용되고 있는 전단강도 기반의 국부안전율은 최대주응력 및 응력불변량 기반의 안전율에 비해 높은 안전율 값을 계산함을 보였다. 이러한 결과는 보수적 암반공학적 설계가 필요한 경우 전단강도 기반의 국부안전율보다 최대전단응력이나 응력불변량 기반의 국부안전율 도입이 필요하다는 것을 말해준다. 또한 응력경로에 따라 파괴 시 최대주응력 값도 큰 차이가 있을 수 있음을 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권9호
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• pp.5-14
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• 2010

본 연구는 성토지반이나 사면에서의 강우 침투 시 포화도 변화에 따른 전단강도 특성을 규명하고자 대전지역 도로공사현장을 대상으로 성토재로 쓰이는 화강풍화토에 대하여 포화도 변화에 따른 전단강도특성을 분석하였다. 다짐함수비를 달리한 시료에 대해 직접전단시험을 실시하여 분석한 결과 최적함수비와 건조측 다짐함수비에서 점착력과 전단저항각이 가장 크게 나타났으며, 다짐함수비가 습윤측으로 갈수록 점착력이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 다짐함수비별 시료에 대하여 포화도 변화에 따른 전단특성을 연구한 결과 침투한 물에 의해 포화도가 증가할수록 점착력은 50% 이상 감소하는 경향을 보였으나, 상대적으로 전단저항각의 감소폭은 $1{\sim}2^{\circ}$정도로 작았다. 또한, 잔류전단강도정수에 대한 포화도 변화의 영향은 실용적 차원에서 효과를 기대하기가 어려울 것으로 판단된다. 즉, Mohr-Coulomb의 파괴규준에서 포화도 변화가 잔류전단강도 변화에 미치는 영향은 미미한 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.157-164
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• 1998

An elasto-plastic stochastic finite element method is developed to evaluate the probability of failure of the underground structure. The Mohr-Coulomb failure criteria is adopted for yield condition. The material properties such as the elastic modulus and the cohesion are assumed to be statistically independent random variables which are modeled as spatial stochastic fields. The displacements around the excavated area and the probability of the failure are examined by varying the coefficient of variance for each variables. It is found that the developed procedure can provide the proper probabilistic information about the failure of the underground structure

• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.100-109
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• 2016

이 연구에서는 횡등방성 암석파괴함수의 개발에 활용할 수 있는 3가지 강도정수 공간분포함수를 제안하였다. 제안된 분포함수는 편구(oblate spheroid)분포함수, 지수분포함수, 강도정수텐서 방향투영함수이며 모두 2개의 모델파라미터로 정의된다. 제안된 분포함수들을 점착력과 마찰각의 공간분포함수로 활용하여 횡등방성 Mohr-Coulomb 파괴함수를 유도한 후 이를 활용하여 수치삼축시험을 모사하였다. 연약면의 경사각과 구속압의 변화에 따른 파괴축응력 변화 및 파괴면 방향 변화를 계산한 결과 3개의 분포함수을 적용한 경우 모두 실제 실험에서 관찰되는 이방성 파괴특성을 재현하고 있음을 확인하였다. 3개의 분포함수 중 강도정수텐서 방향투영함수를 채용한 경우가 가장 큰 파괴축강도를 계산하였으며 지수분포함수, 편구분포함수 순으로 낮은 파괴축강도 값을 예측하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1571-1578
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• 2020

As a critical material in very/high-temperature gas-cooled reactors, graphite material directly affects the safety of the reactor core structures. Owing to the complex structures of graphite material in reactors, the material typically undergoes complex stress states. It is, therefore, necessary to study its mechanical properties, failure modes, and strength criteria under complex stress states so as to provide guidance for the core structure design. In this study, compressive failure tests were performed for graphite material under the condition of different confining pressures, and the effects of confining pressure on the triaxial compressive strength and Young's modulus of graphite material were studied. More specifically, graphite material based on the fracture surfaces and fracture angles, the graphite specimens were found to exhibit four types of failure modes, i.e., tension failure, shear-tension failure, tension-shear failure and shear failure, with increasing confining pressure. In addition, the Mohr strength envelope of the graphite material was obtained, and different strength criteria were compared. It showed that the parabolic Mohr-Coulomb criterion is more suitable for the strength evaluation for the graphite material.

• 터널과지하공간
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• 제21권6호
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• pp.526-535
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• 2011

중간주응력을 고려할 수 있는 새로운 콘크리트 파괴조건식을 제안하였다. 제안된 파괴조건식은 Mohr-Coulomb 파괴조건식과 Willam-Warnke의 파괴조건식의 장점을 수용하고 있으므로 자오면에서는 선형파괴식으로 나타나고 팔면체응력면에서는 항상 볼록인 궤적을 보이며 특이성을 갖지 않는다. 진삼축압축시험 결과를 이용한 회귀분석을 통하여 제안된 파괴조건식의 적합성을 검증하였다. 제안된 파괴조건식에 기초한 안전율 공식을 정의하고 이를 파일롯 플랜트에 설치된 콘크리트 플러그의 안전도 해석에 이용하였다. 제안된 안전율 공식은 팔면체응력면에서 응력상태 점의 파괴곡면에 대한 접근도를 의미한다. 마지막으로 플러그의 응력분포를 계산하기 위해 파일롯 플랜트에 대한 3차원 응력해석을 실시하였다. 플러그의 응력분포는 제안된 안전율 공식을 이용하여 안전율 분포로 변환시켰다. 콘크리트 플러그의 안전율 분포특성 분석을 통해 테이퍼형 및 쐐기형 플러그의 안전도를 평가하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.507-510
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• 2001

Brittle failure mechanism has been well known as growth of initial micro-damage, that causes macro crack and failure in the end. Several precise criteria are suggested recently, based on experiments values in a whole load range. Among them, Mohr-Coulomb's criterion is used widely these days, but it has a big error compared with the real failure behavior since it does not show reciprocal actions of stresses. In this study, a new brittle failure criterion is proposed, which includes the effects of brittle damage evolution by taking a brittle damage parameter specifically. Comparisons between the proposed model and the previous ones are also given.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권4호
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• pp.527-552
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• 2014

The development of modern concrete technology makes it much easier to produce high-strength concrete (HSC) or ultra-high-strength concrete (UHSC) with high workability. However, the application of this concrete is limited in practical construction of traditional reinforced concrete (RC) structures due to low-ductility performance. To further push up the limit of the design concrete strength, concrete-filled-steel-tube (CFST) columns have been recommended considering its superior strength and ductility performance. However, the beneficial composite action cannot be fully developed at early elastic stage as steel dilates more than concrete and thereby reducing the elastic strength and stiffness of the CFST columns. To resolve this problem, external confinement in the form of steel rings is proposed in this study to restrict the lateral dilation of concrete and steel. In this paper, a total of 29 high-strength CFST (HSCFST) columns of various dimensions cast with concrete strength of 75 to 120 MPa concrete and installed with external steel rings were tested under uni-axial compression. From the results, it can be concluded that the proposed ring installation can further improve both strength and ductility of HSCFST columns by restricting the column dilation. Lastly, an analytical model calculating the uni-axial strength of ring-confined HSCFST columns is proposed and verified based on the Von-Mises and Mohr-Coulomb failure criteria for steel tube and in-filled concrete, respectively.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.87-92
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• 2007

Strain-stress behavior of soil is of importance in dealing with geo-techniques which relate to bearing capacity, slope stability, earth pressure and many geo-technical problems. So understanding mechanism of the behavior and reinforcing soil to the required state has been an issue for many years. This paper presents the possibility of magnetic force in enhancing shear strength. To analyze the reinforcing effect, triaxial compression tests were performed on two sets of steel-sand mixtures, one of which is influenced by permanent magnet, NdFeB. With magnetic force under 50 kPa confining pressure, maximum shear strengths increased according to steel percentages but under 100 kPa, no significant changes in maximum shear strengths occurred. Therefore the analysis by Mohr's circles indicates that magnetic force converts the shearing characteristics of sand into those of clay.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.462-470
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• 2012

일반화된 Hoek-Brown 암반파괴조건식을 Mohr-Coulomb 파괴조건에 기초한 암반구조물 해석법에 적용시키기 위해서는 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하는 과정이 필요하다. Balmer(1952)이론에 기초한 기존의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산식은 최소주응력 ${\sigma}_3$의 함수로 표시되므로 등가 강도정수의 정수압 의존성 및 응력경로 의존성을 이해하는 데 적합지 않다. 이 연구에서는 응력불변량을 이용하여 일반화된 Hoek-Brown식의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산하는 방법을 제시하여 기존의 방법이 갖는 단점을 극복하였다. 제시된 방법을 이용한 예제 해석을 통해 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 의존특성 및 파괴곡면의 팔면체 단면에서 Lode각의 의존성을 고찰하였다. 접선 순간마찰각은 삼축신장 응력조건에서 가장 크며, 접선 순간점착력은 삼축압축 응력조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 및 Lode각 의존성은 GSI 값이 큰 양호한 암반에서 상대적으로 큰 것으로 나타났다.