• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 가을 학술발표회논문집(I)
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• pp.683-688
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• 2000

Nowadays, shotcrete plays an essential part in the construction of underground structures, and fiber reinforcement is so useful for increasing the toughness of the concrete that is spotlighted at tunnel or pavement construction. Therefore, many type of fibers have been introduced on the site and variety of tests have been developed to measure and quantify the improvements achievable in fiber reinforced concrete and shotcrete. Therefore, this study focuses on the flexural toughness according to the fiber types and appraisal methods. The major interests are fiber types, volume fractions and evaluation methods.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제7권3호
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• pp.187-195
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• 2005

지하수위 하에서 터널을 굴착하게 되면, 지하수 흐름은 터널내로 발생하면서 터널 단면에 침투력이 작용하게 된다. 본 연구에서는 지하수 흐름을 고려한 숏크리트 라이닝 거동을 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 투수계수의 비율에 따라 검토하였다. 숏크리트 응력 및 변위 관계는 3차원 유한요소 연계해석을 수행하여 산정하였다. 지하수 흐름 자체는 아칭효과가 발휘되지 않기 때문에, 터널의 응력이 평형상태에 도달한 후에도 침투력은 계속적으로 숏크리트 라이닝에 작용하여 심각한 영향을 준다. 지반 및 숏크리트 라이닝 상호간의 인터페이스 특성 및 터널의 단변형상 그리고 라이닝의 두께를 포함한 숏크리트 거동의 영향 인자에 대해 매개변수분석을 실시하였다. 또한 NATM 터널에서의 침투력을 고려한 내공변위 제어법을 제안하였다. 해석결과를 보면, 숏크리트의 투수성이 낮아질수록 잔류수압에 따른 유효응력의 감소로 인해 내공변위는 감소하고 내압은 커지는 것을 알 수 있었다. 띠라서 차수성이 강한 강섬유보강 숏크리트가 해저/하저 터널의 지보재로서 더욱 유리하다는 결론을 얻었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.221-229
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• 2012

NATM터널의 안정성 확보를 위해 지반조건이 불량한 경우 숏크리트에 격자지보나 H형강 등의 강지보를 보강하는 경우가 많다. 그러나 설계 시 강지보를 숏크리트가 경화되기 전 임시지보재로 간주하여 수치해석 시 고려하지 않는 것이 일반적이며, 수치해석에 고려하더라도 모델링 방법이 다양하다. 본 연구에서는 휨강도실험, 압축강도실험, 그리고 실대형실험을 통하여 강지보와 숏크리트 합성부재의 거동과 하중 부담률을 분석하였다. 또한 실험과 같은 조건에서 숏크리트와 강지보의 고려방법을 달리하여 수치해석을 실시하여 실험결과와 비교분석하였다. 연구결과 숏크리트와 강지보는 경계면에서의 미끄러짐(slip)으로 인하여 일체로 거동하지 않으며, 수치해석 시 휨모멘트는 강지보가 모두 부담하고 축력은 숏크리트와 강지보가 압축강성비에 따라 분담하는 것으로 고려하는 것이 적절한 것으로 평가되었다.

• 터널과지하공간
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• 제20권3호
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• pp.169-182
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• 2010

H-beam과 격자지보는 국내 터널공사에서 가장 널리 쓰이는 강지보재이다. 스칸디나비아를 비롯한 북유럽 국가들에서 흔히 쓰이는 철근보강 숏크리트는 H-beam 이나 격자지보 이상으로 경제적이고 효율적인 측면에서 이점이 있음에도 국내에서는 아직 적용되지 않고 있다. 본 연구에서는 실험실 시험을 통하여 국내 터널에 가장 적합한 철근 배근 설계를 결정하고자 복철근 배근을 포함하여 철근 배근 형태를 달리하여 시험을 수행하고 그 결과를 비교하였다. H-beam과 격자지보에 의한 보강효과도 같은 방법으로 분석하였다. 본 연구의 결과는 NMT나 NATM 터널에서 지보재의 선택 및 설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.43-50
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• 2011

숏크리트의 보강재료로 사용되고 있는 강섬유는 강성이 크고 중량이 무거워 압송호스의 마모손상 및 파열 등 안전관리의 어려움이 있으며, 강섬유의 부식으로 인한 내구성 저하 및 높은 반발률 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이와 같이 2009년 개정된 규정에 의해 강섬유 외의 재료보강이 가능해짐에 따라 숏크리트 보강 재료로서 강섬유 이외의 다양한 섬유의 적용성 검토가 필요한 실정이다. 강섬유는 기타섬유에 비해 강성이 크고, 섬유의 형상에 따라 부착성능이 개선되지만, 유기섬유의 경우 강섬유에 비해 일반적으로 탄성계수 및 인장강도가 낮고 섬유의 뭉침 현상이 발생하여 숏크리트에서 재료보강으로 시용하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 직경 $20{\mu}m$의 미세섬유를 다발형 단일 개체로서 공기압출성형을 통해 부착 비표면적을 크게 하여 역학적 성능을 고려하고, 섬유의 표면을 계면 활성제로 개질하여 분상성을 향상시킨 폴리아미드섬유와 강섬유, PP섬유를 혼입한 콘크리트를 비교하여 현장 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제17권5호
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• pp.411-427
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• 2007

타당성 있는 터널의 설계 및 경제적 시공을 위해서는 터널해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 이를 위해서는 암반과 지보재의 상호 작용을 포함하여 시공 전반에 걸친 깊은 이해가 필요하다. 본 논문에서는 파괴 이후에도 지보력을 상실하지 않는 강섬유보강 숏크리트의 거동을 적절히 모델링하는 기법을 소개하였다. 강지보재의 지보 효과를 알아보기 위해 3차원 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 새로운 하중분담율이 산정되었다. 소성모멘트한계만을 사용한 경우(PML 모델) 숏크리트에 비정상적으로 발생하던 높은 인장응력을 없앨 수 있었고, 파괴 후의 연성 거동을 모사할 수 있었으나 축력의 영향이 고려되지 못하여 실제 거동과의 괴리를 메우기에는 다소 미흡하였다. 따라서 축력과 모멘트 한계를 동시에 고려할 수 있는 방법이 필요하였는데, FLAC의 내장 모델인 liner 모델을 통하여 이러한 거동이 모사될 수 있었다. Liner 모델에서는 강섬유 보강 숏크리트의 일축압축 강도와 더불어 최대 및 잔류 인장강도도 지정이 가능하다. 이 두 가지 모델을 이용하여 4등급 및 5등급 암반에 굴착되는 2차로 터널에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 종래에 사용되던 탄성 beam 모델을 이용한 해석도 병행하여 그 결과를 비교하였다. 탄성 beam 모델을 제외한 두 가지 모델은 탄성 beam 모델에서는 반영될 수 없었던 휨인성을 고려할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권1호
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• pp.43-61
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• 2006

An investigation of the effectiveness of the interface treatment when column concrete jacketing is performed is presented. Alternative methods of interface connection were used in order to investigate the performance of strengthened concrete columns. These connecting techniques involved roughening the surface of the original column, embedding steel dowels into the original column and a combination of these two techniques. The experimental program included three strengthened specimens, one original specimen (unstrengthened) and one as-built specimen (monolithic). The specimens represented half height full-scale old Greek Code (1950's) designed ground floor columns of a typical concrete frame building. The jackets of the strengthened specimens were constructed with shotcrete. All specimens were subjected to displacement controlled earthquake simulation loading. The seismic performance of the strengthened specimens is compared to both the original and the monolithic specimens. The comparison was performed in terms of strength, stiffness and hysteretic response. The results demonstrate the effectiveness of the strengthening methods and indicate that the proper construction of a jacket can improve the behaviour of the specimens up to a level comparable to monolithic behaviour. It was found that different methods of interface treatment could influence the failure mechanism and the crack patterns of the specimens. It was also found that the specimen that combined roughening with dowel placement performed the best and all strengthened columns were better at dissipating energy than the monolithic specimen.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.357-367
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• 2017

강지보로 보강된 터널 숏크리트 라이닝은 그 기하학적 형태로 인해 외부하중이 작용됨에 따라 휨 모멘트와 축력이 동시에 발생하게 된다. 숏크리트는 축력 수준에 따라 휨 강성이 달라지며, 이로 인한 심한 비선형 거동을 보인다. 또한 강지보 유형에 따라 역학적으로 상이한 지보 성능을 가진다. 본 연구에서는 화이버 단면 요소(fiber section element)를 이용해 압축력과 휨 모멘트를 동시에 받는 강지보-숏크리트 라이닝의 비선형합성거동을 평가할 수 있는 수치모델을 제시하였고, 이를 활용해 강지보 유형에 따른 합성지보 성능을 수치적으로 분석하였다. 또한, 지반-구조물 상호작용을 구현하기 위해 지반의 연화(softening) 거동을 고려하여 수정된 hyperbolic 모델을 제시하였다. 제시된 수치모델은 기존 아치형 실험체의 하중실험 결과와 해석결과를 비교하여 검증하였으며, 수치해석을 통해 강지보 유형에 따른 라이닝의 합성거동을 분석하였다. 해석결과를 통해, 복철근 형태의 강지보가 기존 H형강과 유사한 극한 하중 지지력을 가지는 것을 확인하였다. 또한 강재량 증가가 잔류 지지력 향상에 크게 기여하였으며, 지보재 주변의 지반강성이 증가함에 따라 강지보 유형에 따른 최대 하중지지력 개선 효과는 작아짐을 확인하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제10권1호
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• pp.61-70
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• 2014

일반적으로 건설재료 용도로 많이 사용되고 있는 유기섬유 보강 콘크리트는 섬유 자체의 인장강도 및 탄성계수는 낮지만, 휨거동, 균열에 대한 저항성 및 충격저항성 등의 특성은 우수하며, 내화학성이 뛰어나고 부식의 우려가 없는 것으로 널리 알려져 있다. 최근 해외에서는 유기섬유 보강재를 터널 숏크리트와 프리캐스트 세그먼트 라이닝, 교량 슬래브 및 PC제품 분야에서 일부 활용되고 있으며, 그 종류 또한 다양하다. 본 연구에서는 다발형 폴리아미드섬유를 혼입한 콘크리트의 휨거동 특성을 ASTM C 1609 및 KS F 2566에 준하여 하중-처짐 관계를 도출하여 유기섬유 보강 콘크리트의 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.629-634
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• 2003

The cement-based composites have relatively low tensile strength and toughness. The fiber addition is one of the most important ways of increasing the toughness of concrete. The steel fibers have been used conventionally in the shotcrete of tunnel lining. Recently, the structural synthetic fibers were developed and used frequently in some actual tunnel shotcreting in foreign countries. There are so many method to evaluate a toughness; ASTM, JCI, EFNARC, etc. But these methods contain a few defects. So most researchers are studying to develope a new toughness evaluation method. A RTA is one of these methods. The purpose of this study is to explore the strength and toughness characteristic of the fiber reinforced concrete panel according to the geometry; diameter, thickness. The result were compared with those of steel fiber reinforced concrete.