• 제목/요약/키워드: Non-Linear stiffness

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시멘트현탁액 주입에 의한 신선한 암석절리의 역학적 특성 변화 (The Effect of Cement Milk Grouting on the Deformation Behavior of Artifcial Rock Joints)

  • 김태혁;이정인
    • 터널과지하공간
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    • 제10권2호
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    • pp.180-195
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    • 2000
  • 본 연구에서는 주입에 의한 암석절리면의 수직압축특성과 전단특성의 변화를 규명하기 위하여 신선한 인공절리에 대하여 시멘트현탁액을 주입한 후, 절리 압축시험과 직접전단시험을 실시하였다. 시멘트현탁액을 주입한 맞물린 단일암석 절리의 수직압축시험결과, 주입전 비선형적이었던 절리의 수직응력-수직변형곡선은 선형적으로 바뀌었으며 2 MPa까지의 수직변형은 주입전의 1/10정도로 감소하였다. 시멘트현탁액 주입후 신선한 단일암석절리에 대한 직접전단시험결과, 파괴포락선은 1 MPa내외의 점착력과주입전보다 낮은 마찰각을 가지는 것으로 나타났으며, 주입두께가 커질수록 마찰각은 더 낮아지는 것으로 나타났다. 잔류전단강도는 주입두에와의 상관성을 확인할 수 없었으나, 전단강성과 최대팽창각은 주입두께가 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이러한 주입두께에 대한 전단특성들의 감소현상들은 주입재에 의한 절리면 유효거칠기의 감소효과로부터 발생한 것으로 판단되며 직접전단시험에서 얻어진 최대전단강도를 주입두께대 거칠기평균진폭비를 포함한 경험식으로 나타내었다.

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척추경 나사못을 이용한 척추 유합술에서 고정범위에 따른 인접 추간판의 압축 거동 분석 (Analysis of Compression Behavior on Intervertebral Disc L4-5 in Pedicle Screw System Instrumented Lumbar Spine under Follower Load)

  • 안면환;안종철;이수호;정일섭;이춘열;이장우
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • 제20권2호
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    • pp.160-168
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    • 2003
  • 요추부 척추에 기구를 시술한 유한요소 복합체 모델을 이용하여 제 4-5 요추간판에 대한 해석을 수행한 결과, 근육의 작용을 케이블과 케이블 가이드로써 단순화 모사한 follower 하중에서 수직하중인 경우보다 높은 압축력을 나타내어 더욱 안정함을 보였고 불안정성의 원인이 되는 전단력과 굽힘모멘트의 발생은 미미하였다. 장분절 고정에 의한 인접 분절에 전단력이 증가됨을 실험적으로 보였는데, 이는 장분절 고정이 퇴행성 변화 촉진에 기여할 것으로 추정된다.

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폴리머 모르타르로 단면을 복구한 철근콘크리트 보의 휨 거동 (Flexural Behavior of Reinforced Concrete Beams Retrofitted with Modified Polymer Mortar System)

  • 홍건호;최은규;이수진;신영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.94-101
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    • 2004
  • 본 연구에서는 인장측 단면이 손상된 철근 콘크리트 보를 변형 에폭시계 모르타르를 사용하여 보수한 후의 휭 거동 특성의 변화 및 파괴형태, 내력 보강 효과 등에 대해 실험적 연구를 수행함으로써 보수 방법에 대한 기초 자료를 확보하고자 하였다. 이를 위해 실험의 주 변수로 손상깊이 2종류, 보수길이 3종류에 대하여 각각 실험변수에 적합한 시험체를 제작하였으며, 기본 시험체를 포함하여 총 7개의 시험체를 제작?실험하였다. 실험 방법은 4점 가력 방법으로 파괴시까지 가력하였으며, 실험결과로 극한하중, 하중-처짐 관계 및 파괴모드에서의 변수의 영향에 따른 시험체의 휨거동에 대해 분석하였다. 또한, 실험연구의 결과를 바탕으로 비선형 해석을 통하여 보수재료의 인장 강도에 따른 보수 후 부재의 구조 거동에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 보수 길이와 깊이가 증가하면 보수재료의 인장강도가 부재의 구조 거동에 미치는 영향이 크므로 보수설계 단계에서 보수 면적을 결정할 때 이를 고려해야 하는 것으로 나타났다. 또한, 해석결과로부터 부재의 취성적인 파괴를 방지하기 위해서는 보수재료의 인장강도가 콘크리트의 4배 이하인 재료를 사용하는 것이 적절한 것으로 판명되었다.

변형률에 따른 모래-고무 혼합재의 거동 특성: 실험적 관찰 (Characteristics of Sand-Rubber Mixtures under Different Strain Levels: Experimental Observation)

  • 이창호;변용훈;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권3호
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    • pp.85-94
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    • 2011
  • 다양한 모래부피비($sf=V_{sand}/V_{total}$)를 가지는 시료를 조성하여 변형률 크기에 따른 모래-고무 혼합재($D_{sand}/D_{rubber}=1$)의 거동을 분석하였다. 공진주시험, 압밀시험, 그리고 직접전단시험을 실시하였다. 변형률 크기에 따라 모래와 고무는 혼합재 전체 거동을 서로 다르게 제어한다. $sf{\geq}0.4$의 혼합재는 비선형 전단강성의 감소가 관찰되는 반면, $sf{\leq}0.2$의 낮은 모래부피비를 가지는 혼합재는 상당히 높은 탄성한계변형률을 보인다. 고무 입자가 force chain의 역할을 수행할 때 수직변형은 급격한 증가를 보인다. 혼합재 내의 고무부피비가 감소함에 따라 혼합재의 강도는 증가하는 경향을 보이며 $sf{\leq}0.8$의 혼합재는 전단변형에 따라 부피 수축 거동을 보인다. 고무 입자는 변형률 크기에 따라 혼합재 내에서 서로 다른 역할을 수행한다: 미소변형률 영역에서는 혼합재 내의 접촉수 증가 및 소성의 제어; 중간변형률 영역에서는 force chain의 좌굴 방지; 그리고 대변형률 영역에서는 혼합재의 부피수축 거동을 이끈다.

고점도 실리콘오일 적용 점성댐퍼 동특성을 고려한 추진축계 최적 설계 (Optimum design of propulsion shafting system considering characteristics of a viscous damper applied with high-viscosity silicon oil)

  • 김양곤;조권회;김의간
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권3호
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    • pp.202-208
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    • 2017
  • 최근 개발된 선박용 주기관은 추진효율 향상과 연료소비율 저감기술이 요구됨에 따라 과거에 비해 높은 비틀림진동 기진력 특성을 갖고 있다. 따라서 이를 제어하기 위해 기본적으로 엔진 선단에 점성 댐퍼나 점성-스프링댐퍼를 장착한다. 점성댐퍼의 경우 댐퍼 내부에 채워진 실리콘 오일이 탄성적인 연결이 없다고 가정하고 댐퍼설계를 하여 왔으나 고점도 실리콘 오일은 높은 점도에 따른 비틀림 강성이 존재할 뿐만 아니라 작동온도와 주파수에 따라 비선형적인 동특성을 갖는다. 본 논문에서는 고점도 실리콘 오일이 적용된 점성댐퍼의 동특성을 확인하고 해당 댐퍼가 장착된 축계의 비틀림진동 특성을 검토하였다. 이를 위해 점성댐퍼의 최적 동특성을 이론적으로 해석하는 방법을 검토하였고, 고점도 실리콘 오일로 채워진 점성댐퍼로 해당축계의 비틀림진동 제어를 하는 경우 댐퍼 작동온도 및 경년변화를 고려한 추진축계 최적 설계 방안에 대해서 검토하였다.

수치해석을 통한 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성 분석 및 설계차트 제시 (Numerical Analyses on the Behavioral Characteristics of Side of Drilled Shafts in Rocks and Suggestion of Design Charts)

  • 이혁진;김홍택
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권6C호
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    • pp.407-419
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    • 2006
  • 현장타설말뚝이 주면저항력에 의해서만 지지되는 상황은 천공홀 바닥을 청소할 수 없어서 선단부 지지력의 반현 여부를 확신할 수 없을 때이다. 반대로, 신선한 기반암이 낮은 강도의 상부 재료 하부에 있는 경우는 암반에서의 선단지지력만으로 상부 하중을 지탱할 수 있으며, 상부 재료에서는 지지력 발현을 기대하지 않아도 된다. 그러나 신선암에서 일정 깊이 천공을 실시한 경우, 현장타설말뚝은 주면저항력과 선단지지력 모두를 기대할 수 있다. 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동에 관한 이론적 연구와 현장 시험을 통하여 작용 하중의 대부분이 통상 주면저항력에 의해서 지지되게 된다는 사실이 알려져 있다. 암-콘크리트 접촉면에서의 수직응력은 두 가지 기구에 의해 증가하게 된다. 먼저, 말뚝 상부에 작용하는 압축하중에 의해서 콘크리트는 탄성 다이레이션이 발생하고 두 번째로 거친 천공홀 표면에서 전단 변위를 통해서 접촉면의 역학적 다이레이션이 발생되게 된다. 수직 변위에 대한 근입부 주변 물질의 강성도가 일정하면, 작용하중이 증가함에 따라서 수직응력은 증가하게 되며 따라서, 전단강도의 증가 현상이 발생하게 된다. 본 연구에서는 수치해석을 통하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면부 거동특성을 조사하였다. 또한, 두부의 하중-침하량(선단부 침하량+말뚝의 탄성변형량) 관계가 비선형성을 띠는 원인 및 파괴기구를 충분히 조사함으로써 암반에 근입된 현장타설말뚝의 주면저항력에 영향을 미치는 요소들을 모두 고려하여 국내 풍화암 및 연암에 근입되는 현장타설말뚝의 설계차트를 제시하고 이를 검증하였다.

정상 청소년에서 맥파 속도와 발목 상완 동맥압 지수에 대한 연구 (Pulse wave velocity and ankle brachial index in normal adolescents)

  • 김지혜;길태영;이희우;홍영미
    • Clinical and Experimental Pediatrics
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    • 제50권6호
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    • pp.549-555
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    • 2007
  • 목 적 : 성인에서 맥파 속도와 발목 상완 동맥압 지수는 동맥 경직도를 측정할 수 있는 비침습적 방법이며 혈압, 고지혈증 등의 심혈관계 위험 인자와 연관성이 있어 심혈관계 질환과 관련이 있음이 알려져 있다. 본 연구는 우리나라 청소년에서 신장, 체중, 체질량 지수와 혈압, 맥파 속도, 발목 상완 동맥압 지수를 측정하였고 이들 사이의 상관성을 알아보고 정상 기준값를 확립하고자 하였다. 방 법 : 서울 시내 3개 고등학교에 재학 중인 15-16세 사이의 청소년 392명(남자 213명, 여자 179명)을 대상으로 신장, 체중, 체질량지수, 좌우 상완 및 발목의 수축기, 이완기, 평균 혈압과 양측 맥파 속도, 발목 상완 동맥압 지수, 박출 시간, 전구출기를 VP-1000(Colin사, Komaki, Japan)을 이용하여 측정하였다. 결 과 : 사지의 수축기, 이완기 평균 혈압은 남자에서 여자보다 유의하게 높은 값을 보였다(P<0.05). 우측 상완-발목 맥파 속도는 남자에서 $1,015.4{\pm}130.0cm/sec$, 여자에서 $947.6{\pm}105.1cm/sec$로서 남자에서 유의하게 높은 값을 보였다. 좌측 상완 발목 맥파 속도도 마찬가지로 남자에서 $1,023.4{\pm}132.5cm/sec$, 여자에서 $954.6{\pm}102.4cm/sec$로 남자에서 유의하게(P<0.05) 높은 값을 보였다. 발목 상완 동맥압 지수는 남녀 간에 유의한 차이를 보이지 않았다. 우측 상완-발목 맥파 속도의 기준값는 남자에서 1,032.4 cm/sec, 여자에서 963.1 cm/sec이었고, 좌측 상완-발목 맥파 속도는 남자에서 1,041.3 cm/sec, 여자에서 969.7 cm/sec이었다. 우측 발목 상완 동맥압 지수의 기준값은 남자에서 1.06, 여자에서 1.06이었으며, 좌측 발목 상완 동맥압지수의 기준값은 남자에서 1.05, 여자에서 1.06이었다. 맥파 속도는 사지 모두에서 혈압이 높아질수록, 유의한 양의 상관관계를 보였다. 또한 신장이 커질수록, 체중이 증가할수록, 체질량지수가 커질수록 사지의 혈압이 증가하는 유의한 양의 상관관계를 보였다. 반면, 발목 상완 동맥압 지수는 남녀 사이에 유의한 차이가 없었으며, 체중, 신장, 체질량지수 어느 것과도 유의한 상관관계가 없었다. 결 론 : 혈압은 신장, 체중, 체질량지수에 따라 높아지며 맥파 속도와 혈압 사이에도 유의한 양의 상관관계가 있다. 정상 청소년에서 측정한 맥파 속도의 기준값을 바탕으로 심혈관계 질환의 위험도를 조기 발견하고 예측하는데 유용하게 사용할 수 있을 것으로 생각한다.

모래 지반의 입자크기가 지반-말뚝 시스템의 동적 거동에 미치는 영향 평가 (Evaluation of Particle Size Effect on Dynamic Behavior of Soil-pile System)

  • 한진태;유민택;양의규;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.49-58
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    • 2010
  • 흙의 입자 크기에 따른 지반-말뚝 시스템의 동적 거동 차이를 알아보기 위해, 단말뚝 및 군말뚝에 대한 1g 진동대모형 실험을 수행하였다. 지반 조성에 사용된 시료는 주문진 표준사와 호주산 세사이며, 흙의 입자 크기에 따른 영향을 알아보기 위해 다른 실험 조건은 동일하게 하였다. 단말뚝 실험 결과 말뚝의 횡방향 변위는 말뚝 직경의 1%인 탄성 영역 이내로 발생하였다. 단말뚝의 p-y 거동을 살펴보면 동일 변위에서 주문진 표준사 모형 지반의 지반 반력 값이 호주산 세사 모형 지반에서의 지반 반력보다 더 크게 나타났으며, 이는 주문진 표준사 모형 지반에서의 초기 탄성 강성이 더 크게 평가됨을 의미한다. 이러한 입자 크기에 따른 초기 지반 강성 차이는 공진주 실험 및 삼축압축실험을 통해서 확인하였다. 또한 외삽을 통해 단말뚝의 동적 p-y 중추 곡선을 산정한 결과 동적 p-y 중추곡선의 강성이 주문진 표준사 지반에서 호주산세사 지반보다 더 크게 산정되었다. 그러므로 사질토 지반에서 입자크기에 관계없이 동일한 p-y곡선을 적용하여 말뚝의 동적 거동을 예측하는 방법에 오류가 있을 수 있다. 군말뚝 실험에서는 단말뚝 실험과 같은 실험 조건에서 말뚝 직경의 1% 이상의 횡방향 변위가 발생하였으며, 모형 지반 종류와 상관없이 유사한 p-y 거동이 나타났다. 이는 변형율이 큰 비선형 영역에서는 주문진 표준사와 호주산 세사의 강성 차이가 크지 않기 때문이다. 이러한 일련의 단말뚝 및 군말뚝 실험 결과로 볼 때, 군효과를 평가하기 위해 단말뚝의 p-y 곡선에 단순히 p-승수(p-multiplier)를 곱하여 군효과를 고려하는 방법에 오류가 있을 수 있다고 판단된다.