• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제42권1호
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• pp.1-6
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• 2021

Recently, various types of pedicle screws have been developed considering the anatomical structure of the spine. The purpose of this study was to evaluate the pullout stiffness and strength of two types of commercial pedicle screws. The design of two type screws were single pitched thread (ST) pedicle screw and dual pitched thread (DT) pedicle screw, respectively. The tests were conducted in accordance with the ASTM standards using polyurethane (PU) test blocks which has anatomical structure of the spine. There was no significant difference in pullout stiffness between two types of screw. However, DT exhibited higher pullout strength than ST (p<0.05). Pedicle screw with dual pitched thread showed higher pullout strength without decrease in pullout stiffness compared to the standard pedicle screw. In conclusion, dual pitched thread design of the pedicle screw is considered to be more suitable than the single pitched thread for the anatomical structure of the spine.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.233-240
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• 2018

Pullout tests are usually employed to determine the ultimate bearing capacity of reinforced soil, and the load-displacement curve can be obtained easily. This paper presents an analytical solution for predicting the full-range mechanical behavior of a buried planar reinforcement subjected to pullout based on a bi-linear bond-slip model. The full-range behavior consists of three consecutive stages: elastic stage, elastic-plastic stage and debonding stage. For each stage, closed-form solutions for the load-displacement relationship, the interfacial slip distribution, the interfacial shear stress distribution and the axial stress distribution along the planar reinforcement were derived. The ultimate load and the effective bond length were also obtained. Then the analytical model was calibrated and validated against three pullout experimental tests. The predicted load-displacement curves as well as the internal displacement distribution are in closed agreement with test results. Moreover, a parametric study on the effect of anchorage length, reinforcement axial stiffness, interfacial shear stiffness and interfacial shear strength is also presented, providing insights into the pullout behaviour of planar reinforcements of MSE structures.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.83-90
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• 2018

A series of pullout tests were carried out on waste tire treadmats of various weave arrangements, with confining stresses ranging from 9 to 59 kPa approximately, in order to investigate the pullout behavior and to apply the results to the design of treadmat reinforced soil structures. A treadmat reinforcement can be considered as belonging to the extensible type thus progressive failure would develop in every tread. The pullout capacity of a treadmat was found to be generally equal to the sum of capacities of the longitudinal treads, with minor enhancement realized due to the presence of transverse treads. Pullout failures occurred in treadmats under light surcharge and with treadmats with higher material presence per unit area, while breakage failures occurred in treadmats under heavier surcharge and with treadmats with higher ratio of opening. The pullout capacity of a treadmat increased with increasing surcharge height and treadmat stiffness. A pullout test on a commercially available geogrid was also carried out for comparison and the pullout capacity of a treadmat was found higher than that of the comparable geogrid under identical loading conditions, indicating the merit of using the treadmat as an alternative to the chosen geogrid.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.57-66
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• 2013

본 연구에서는 산업폐기물인 저회와 폐어망을 각각 뒤채움 재료와 보강재로 재활용하기 위하여 저회와 폐어망 사이의 인발특성을 분석하였다. 이를 위해 저회로 구성된 지반에 망목크기가 다른 3종류의 폐어망(WFN20 : $20mm{\times}20mm$, WFN30 : $30mm{\times}30mm$, WFN40 : $40mm{\times}40mm$)과 지오그리드를 보강재로 사용하여 인발시험을 수행하였다. 인발시험 수행 결과, 지오그리드와 동일한 망목크기를 갖는 WFN20의 인발마찰각은 지오그리드와 유사하게 나타났다. 이것은 WFN20의 인장강도와 강성은 지오그리드 보다 작으나, WFN20의 두께가 지오그리드 보다 커서 횡리브에 의한 지지력이 발현되었기 때문이다. 보강재의 잔류변형률 분포는 연직응력에 의존한다. 연직응력이 증가함에 따라 보강재 선단에 인발력이 크게 집중되어 변형이 크게 나타난다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.419-433
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• 2009

Pressure grouting is a common technique in geotechnical engineering to increase the stiffness and strength of the ground mass and to fill boreholes or void space in a tunnel lining and so on. Recently, the pressure grouting has been applied to a soil-nailing system which is widely used to improve slope stability. The soil-nailing design has been empirically performed in most geotechnical applications because the interaction between pressurized grouting paste and the adjacent ground mass is complicated and difficult to analyze. The purpose of this study is to analyze the increase of pullout resistance induced by pressurized grouting with the aid of performing laboratory model tests and field tests. In this paper, two main causes of pullout resistance increases induced by pressurized grouting were verified: the increase of residual stress; and the increase of coefficient of pullout friction. From the laboratory tests, it was found that residual stress in borehole increases by pressurized grouting and dilatancy angle could be estimated by cavity expansion theory using the measured wall displacements. From the field test results, the pullout resistance of soil-nailing with pressurized grouting was found to be 10% larger than that of soil-nailing with gravitational grouting, mainly caused by mean normal stress increase and dilatancy effect. So, the pullout resistance could be estimated by considering these two effects. The radial displacement increases with dilatancy angle increase and the dilatancy angle decreases with injection pressure increase. The measured pullout resistance obtained from field tests is in good agreement with the estimated one from the cavity expansion theory.

• 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.

• 대한조선학회지
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• 제24권2호
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• pp.29-35
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• 1987

As offshore activities move into deeper ocean, conventional fixed-base platforms drastically increase in size and cost, One of alternatives available is a guyed tower, in which environmental loads are supported by guylines instead of structural members. The guying system of the guyed tower is designed on one hand to be stiff enough to limit the structural displacement in normal operations, but on the other hand to be soft enough to permit large slow sways during the presence of design-level storms. This compliancy provides an efficient means of withstanding harsh environment so that the disproportionate increase in size of deep water platforms can be kept to a rational limit. Novel configurations contain always some degrees of potential risks mainly due to the lack of experience. The most critical hazard inherent to a guyed tower may be the pullout of anchor piles. Once it happens, the guyline fails to function and it may eventually lead to the total collapse of the system. It is the aim of this paper to discuss and quantify the anchor-pullout risk of a guyed tower. A stochastic analysis is made for evaluating the first-upcrossing probability of the tension acting on anchor piles over the uplift capacity. Nonlinearities involved in the mooring stiffness and hydrodynamics are taken into account by using time-domain analysis. A simplified two dimensional dynamic model is developed to exemplify the underlying concept. Real hurricane data in the Gulf of Mexico spanning over 70 years are incorporated in a numerical example of which result clearly indicates highly potential risk of anchor pullout.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권7호
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• pp.35-46
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• 2009

압력식 쏘일네일링 공법은 지반에 네일을 삽입한 후 압력그라우팅을 수행하여 지반과 그라우팅 사이의 인발저항력 증가를 활용한 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용한 공법이다. 최근들어, 쏘일네일링 공법은 절취사면 보강이나 도심지 터파기 및 흙막이 구조물, 옹벽 보강 등 사면안정에 많이 시용된다. 하지만 압력식 쏘일네일링 공법은 그라우팅을 가압하여 주입함에 띠라 주입 시와 주입 후의 지반응력의 변화 양상에 매우 복잡하다. 따라서 압력식 쏘일네일링 공법에 의한 인발저항력의 증가양상을 파악하기가 매우 어렵기 때문에 대부분 경험적인 설계가 이루어 지고 있는 실정이다. 본 연구는 압력식 쏘일네일링 공법의 인발저항력의 증가를 이론적으로 규명하고 실내 및 현장 시힘을 바탕으로 비교하여 인발저항력을 예측히는데 그 목적이 있다. 본 논문에서는 인발저항력의 증가에 영향을 미치는 요소를 공벽에 작용히는 평균연직응력과 인발마찰계수의 증가로 규명하였다. 실내시험을 통해서 측정된 반경방향 변위를 본 논문에서 제안한 공팽창이론에 적용하여 팽창각을 산정하였다. 팽창각이 감소함에 따라 반경방향변위는 증가하고 주입압이 증가함에 따라 팽창각이 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 현장인발시험을 통해서 측정한 인발저항력이 제안된 인발저항력과 거의 통일한 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권3호
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• pp.49-62
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• 1996

인발시험은 보강토 구조물의 설계에 있어 보강재와 흙사이의 강도 정수를 결정하는데 사용된다. 그러나 이 시험의 해석시 보강재를 따라 발생하는 전단강도가 일정한 것으로 가정하는데 이는 인발시험중 흙과 보강재 사이의 점진성 전단으로 인해 흙과 보강재의 전단-변위 관계 계산시 오류가 발생하게 된다. 구과 보강재 사이의 shear stiffness계산시 점진성전단의 영향을 평가하기 위하여 유한요소법으로 인발시헙을 해석하였다. 흙과 보강재는 선형과 비선형거동으로 채석하였고 shear stiffnss는 일반적인 방법으로 계산하였는데 수정된 shear stiffness와는 많은 차이가 있었으며 그 차이로 인해 유한요소해석의 결과가 달라지게 된다. 본 논문에서는 유한요소해석결과와 시험치를 비교 분석하였으며 개선된 인발시험 해극방법에 대하여 논하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권3호
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• pp.186-193
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• 2012

목재-콘크리트 하이브리드 부재는 특히 목조 거더교의 상부구조 등으로 유용하게 적용될 수 있으며, 이를 위한 핵심 사항은 상판으로 사용되는 콘크리트 및 거더로 사용되는 목재의 전단성능 부여에 따른 일체화 거동이다. 현재까지 북미 및 유럽 등을 중심으로 관련 연구가 진행되어 왔으나 대부분의 경우 시공성의 담보를 목적으로 한 것으로 목재와 콘크리트의 전단성능을 확보하기 위한 기초적인 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 목재-콘크리트 하이브리드 구조의 역학적인 거동을 평가하기에 앞서 가장 중요한 사항 중 하나인 부재 간 전단성능을 평가하기 위한 목적으로 수행되었다. 실제 시험에 앞서 EYM을 통해 목재 내 철근의 정착 길이별 항복모드 및 기준허용전단내력 값을 확인하였으며, 사용한 SD30A 철근에 대한 모드 전환이 이루어지는 철근의 정착 길이 등을 확인할 수 있었다. 전단시험을 통해 초기강성 및 항복하중 값은 정착길이 20 mm 이상인 경우 정착 길이에 무관하게 유사한 값을 나타냈으나, 최대하중의 경우에는 철근의 인발 저항과 복합적으로 작용하여 정착 길이 60 mm 이상과 이하에서 다른 거동을 나타냈다. 시험 후 X선 직접촬영법의 적용을 통해 이를 검증할 수 있었다.