• Geomechanics and Engineering
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• 제15권3호
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• pp.841-849
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• 2018

The purpose of a rock bolt is to improve the mechanical performance of a jointed-rock mass. The performance of a rock bolt is generally evaluated by conducting a field pullout test, as the analytical or numerical evaluation of the rock bolt behavior still remains difficult. In this study, wide range of field test was performed to investigate the pullout resistance of rock bolts considering influencing factors such as the rock type, water bearing conditions, rock bolt type and length. The test results showed that the fully grouted rock bolt (FGR) in water-bearing rocks can be inadequate to provide the required pullout resistance, meanwhile the inflated steel tube rock bolt (ISR) satisfied required pullout resistance, even immediately after installation in water-bearing conditions. The ISR was particularly effective when the water inflow into a drill hole is greater than 1.0 l/min. The effect of the rock bolt failure on the tunnel stability was investigated through numerical analysis. The results show that the contribution of the rock bolt to the overall stability of the tunnel was not significant. However, it is found that the rock bolt can effectively reinforce the jointed-rock mass and reduce the possibility of local collapses of rocks, thus the importance of the rock bolt should not be overlooked, regardless of the overall stability.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.43-51
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• 2011

본 연구에서는 수동저항부를 형성시킨 띠형 섬유보강재의 인발저항 특성을 평가하기 위해 일련의 실내인발시험을 수행하였다. 이 띠형 섬유보강재는 중간에 길이방향으로 접힘홈이 형성되어 있어 보강재를 반폭으로 접어 콘크리트 블록에 직접 체결할 수 있고 후단부에는 보강재를 '${\cap}$' 형태로 세워서 수동저항부를 형성시킬 수 있다. 이 띠형 섬유보강재는 후단부에 수동저항부가 형성되어 있기 때문에, 흙과 보강재 사이의 표면마찰저항과 수동저항부에서의 지지저항력이 함께 발현되는 인발저항 특성을 가진다. 따라서, 인발저항 평가시 마찰저항과 지지저항을 각각 산정하여 설계에 반영해야 한다. 일련의 인발시험 결과 수동저항부를 형성시키면 인발저항강도가 10~65% 정도 증가하고 수직응력이 클수록 증가량이 점차 커지는 경향을 보이는 것으로 나타났으며, 이를 근거로 수동저항부 형성에 의해 발현되는 지지저항력 산정 방법을 제안하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.37-47
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• 2018

본 연구에서는 상대밀도와 세립분 함유율이 현장타설말뚝의 인발저항 성능에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 다양한 상대밀도 및 세립분 함유율 조건에 대한 직접전단시험 및 모형말뚝 인발실험을 수행하였다. 직접전단시험으로부터 세립분 함유율에 따른 내부마찰각과 점착력의 변화특성을 정량적으로 파악할 수 있었으며, 인발실험 결과에서는 말뚝의 인발저항 성능에 미치는 상대밀도와 세립분 함유율의 영향을 확인할 수 있었다. 또한, 두 실험 결과를 비교 분석한 결과, 말뚝의 인발저항 성능에 대한 지반의 내부마찰각과 점착력의 기여도는 세립분 함유율 약 13%를 전후로 하여 서로 다르게 나타남을 알 수 있었다. 따라서 현장타설말뚝 설계 시 수행되는 마찰저항 성능 평가는 지반의 세립분 함유율에 따른 강도정수($c-{\phi}$)를 고려해야 할 것으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.203-208
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• 2001

Objectives of this study included design of head and evaluation of the pullout performance of the headed reinforcement that can be used to replace standard hooks in the building exterior beam-column joints. Results of 36 pullout tests are presented. Test variables included reinforcing bar diameters (16-25mm), embedment depth (6-7db), transverse reinforcement, and single-vs.-group pullout behavior. The square head designed had gross area of 4Ab and thickness of db. The headed reinforcement made of Dl6 bars developed pullout strengths close to the bar yield strength, but larger bars developed strengths smaller than the yield strengths. The pullout resistance increased with decreasing spacing of the transverse reinforcement. Use of column ties with 6.0-db spacing improved the pullout performance of the headed bars without causing difficulties in fabricating the specimens. The comparison of the pullout performances between the headed bars and the standard hooks revealed that strengths, stiffnesses, and ductile behaviors are about the same.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.77-86
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• 2013

본 연구에서는 지지부재가 설치된 띠형 강보강재에 대한 실내인발시험을 수행하였다. 주문진 표준사를 사용하여 상대밀도 80%인 모형지반을 조성하였고, 지지부재의 개수를 0~2개로 구분하여 실내인발시험을 수행하였다. 상재압은 $50kN/m^2{\sim}200kN/m^2$까지 4단계로 구분하여 적용하였고, 1mm/min 속도로 강보강재를 인발하였다. 표면이 매끄러운 띠형 강보강재의 인발저항력은 보강재 표면과 지반 사이에서 마찰저항만 발현되기 때문에 인발 초기에 급격히 증가하다가 지속적으로 감소하는 경향을 나타낸다. 반면, 지지부재를 설치한 강보강재의 인발저항력은 마찰저항뿐만 아니라 수동저항도 함께 발현되므로 계속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 보강재의 형태에 관계없이 최대인발저항은 상재압이 증가함에 따라 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 지지부재를 1개 설치한 경우에 비해 지지부재를 2개 설치했을 때의 최대수동저항은 작게 나타났다. 이는 지지부재의 설치 간격 및 위치에 따라 지지부재에서 발현되는 수동저항의 크기가 다르기 때문에 나타나는 현상으로 판단되며, 지지부재 설치 위치 및 간격에 따른 추가 인발시험을 통해 확인할 필요가 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.317-326
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• 2022

구조용 합성섬유는 작은 비중에 의한 반발률 감소, 지하수 및 해수에 의한 부식 발생의 우려가 없어 강섬유의 대체재로 구조용 합성섬유의 관심이 최근 높아지고 있다. 본 연구에서는 시멘트 복합체의 잔골재 조립률이 구조용 섬유의 인발강도 및 인발에너지에 미치는 영향을 평가하기 위한 실험연구를 수행하였다. 조립률 1.96, 2.69, 3.43인 잔골재로 시멘트 몰탈을 제작하였으며 구조용 합성섬유 1종(polypropylene), 강섬유 1종(hooked ends type)을 대상으로 단일섬유 dog bone shape 공시체를 제작하여 pull-out 실험을 수행하였다. 실험결과 구조용 합성섬유 공시체에서 시멘트 몰탈의 조립률이 증가할수록 인발강도 및 인발에너지가 증가함을 알 수 있었다. 구조용 합성섬유의 경우 시멘트 몰탈과 섬유 사이의 마찰력이 인발메커니즘의 중요인자로 시멘트 몰탈의 잔골재 조립률이 높아질수록 골재 입자가 크고 거칠어지며 섬유와 시멘트 몰탈 사이의 마찰력이 증가하여 섬유의 인발을 억제하기 때문으로 판단된다. 반면, 강섬유 공시체의 경우 시멘트 몰탈 조립률 증가에 따른 인발강도 및 인발에너지의 뚜렷한 경향성은 나타나지 않았다. 이는 강섬유 hooked ends 부분의 기계적 정착이 시멘트 복합체와 강섬유 사이의 마찰력과 비교하여 인발저항력에 미치는 영향이 더 크므로 시멘트 복합체의 잔골재 조립률 변화가 인발저항력에 상대적으로 적은 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 풍력에너지저널
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• 제14권1호
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• pp.21-28
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• 2023

This paper investigates the resistance performance of drag anchors used for aqua farms installed in southwestern offshore wind farms in Korea. These anchors have been employed for a long time without any quantitative evaluation. Experimental campaigns were performed at the target site and the results were used to validate the numerical model by changing the penetration depths in the uniformly distributed seabed (i.e., flat). Based on the validated model with good agreement with the experiments (ARE 1.8 %), the resistance of the anchor with different pullout angles was thoroughly examined. It is worth noting that the Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) technique was applied to account for the large deformation of the anchor; Eulerian for the seabed and Lagrangian for the structure. The numerical results indicated that the pullout resistance is vulnerable to horizontal inclined force rather than vertical inclination, implying that the optimum performance is ideally expected to be 0-degree force applied.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.900-909
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• 2002

섬유는 콘크리트의 취약점인 인장 및 균열저항성을 증가시켜 그 효용성을 크게 한다. 그러나, 섬유의 균열저항성을 합리적으로 예측하기 위해서는 균열후의 거동예측기법이 정립되어야 한다. 따라서, 본 연구의 목적은 최근 들어 개발되고 있는 구조용 합성섬유 보강콘크리트의 균열후 거동(Post-Cracking Behavior)을 예측하기 위한 해석기법을 제시하는데 있다. 이를 위하여 합성섬유 보강 콘크리트 보의 균열단면해석에 있어서, 우선적으로 균열단면을 강체운동으로 가정하고, 균열폭(crack width) 및 균열면에 대해 기울기 90$^{\circ}$ 인 단일섬유의 인발실험(pullout test)에 의한 인발 하중(pullout load)과 변위(slip)의 관계를 이용하여 개개 섬유의 균열이후 거동을 묘사하였다. 또한 실제 섬유의 매립방향과 매립길이의 다양성을 확률적으로 고려하여 균열면에서의 유효섬유개수를 산정한 뒤에 FRC 보의 휨거동해석을 수행하였고, FRC 보 실험을 시행한 결과와 비교한 결과 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 해석결과로부터 하중-처짐 곡선, 모멘트-곡률 곡선 등을 도출할 수 있으며, 본 연구의 모델은 일정수준의 균열 저항성 또는 인성지수(toughness performance)를 얻기 위한 섬유의 기하형상을 개발하는데 유용한 방법으로 사용될 수 있다. 또한 평균응답, 파괴모드의 운동학으로 표현된 이 모델은 FRC 보 실험 결과들을 유사하게 예측할 수 있기 때문에 앞으로 섬유보강콘크리트 부재의 합리적인 설계 및 해석에 효율적으로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.750-757
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• 2018

보강토교대는 보강토옹벽을 교대로 활용하는 토류구조물로써, 보강토체의 변형을 억제하기 위해, 마찰성능이 우수한 채움재와 비신장성 금속 보강재를 사용하고 있다. 본 연구에서는 보강토교대에 주로 사용되는 비신장성 금속 보강재에 대한 인발거동을 분석하기 위하여, 보강토교대 채움재의 강성 및 입도분포와 보강재의 간격에 따른 인발거동을 검토하였다. 매개분석을 통한 분석결과, 보강토체의 인발력은 최상단 보강재에 가장 크게 작용하였고, 보강토교대의 채움재의 특성과 보강재의 수평간격도 보강토의 인발저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 채움재의 내부마찰각은 최소 25도 이상, 균등계수는 4 이상의 사질토 그리고 최상단 보강재의 수평간격은 25cm 이하로 배치해야만 설계기준에 제시된 최소 인발 안전율을 만족하였다. 따라서, 보강토체의 인발저항성능을 확보하기 위해서는 채움재의 특성을 면밀하게 고려하여 설계를 수행하여야 하며, 채움재의 특성뿐만 아니라 하중조건을 고려하여 보강재의 배치도 적절하게 하여야 할 것이다. 시공시에는 설계시 고려한 채움재의 강성과 입도분포에 대한 철저한 품질 및 시공 관리가 필요할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.61-69
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• 2022

본 연구에서는 지반조건을 고려한 말둑의 인발저항 성능의 합리적인 평가방법 확립의 일환으로써, 지반의 세립분 함유율 및 구속압 조건에 따른 말뚝과 지반 경계면의 전단특성을 평가하기 위한 대형직접전단시험을 수행하였다. 그 결과, 수직하중이 증가하고 모형지반의 세립분 함유율이 작을수록 전단변형에 따른 전단응력이 크게 발생됨을 알 수 있었다. 그리고 동일한 수직하중과 세립분 함유율 조건에서 말뚝 모형체의 표면이 거칠수록 최대전단응력은 다소 크게 나타났다. 강도정수로써 내부 마찰각과 점착력을 산정하여 분석한 결과, 모형지반의 세립분 함유율이 증가할수록 모형체 경계면에서의 내부마찰각은 감소하였으나 점착력은 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한, 말뚝 모형체 표면이 거칠수록 모형지반의 세립분 함유율에 관계 없이 내부마찰각과 점착력은 크게 나타났다.