• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.167-178
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• 2019

Open-pit (OP) and underground (UG) mining are usually used to exploit shallow and deep ore deposits, respectively. When mine deposit starts from shallow subsurface and extends to a great depth, sequential use of OP and UG mining is an efficient and economical way to maintain mining productivity. However, a transition from OP to UG mining could induce significant rock movements that cause the slope instability of the open pit. Based on Yanqianshan Iron Mine, which was in the transition from OP to UG mining, a large-scale two-dimensional (2D) model test was built according to the similar theory. Thereafter, the UG mining was carried out to mimic the process of transition from OP to UG mining to disclose the triggered rock movement as well as to assess the associated slope instability. By jointly using three-dimensional (3D) laser scanning, distributed fiber optics, and digital photogrammetry measurement, the deformations, movements and strains of the rock slope during mining were monitored. The obtained data showed that the transition from OP to UG mining led to significant slope movements and deformations that can trigger catastrophic slope failure. The progressive movement of the slope could be divided into three stages: onset of micro-fracture, propagation of tensile cracks, and the overturning and/or sliding of slopes. The failure mode depended on the orientation of structural joints of the rock mass as well as the formation of tension cracks. This study also proved that these non-contact monitoring technologies were valid methods to acquire the interior strain and external deformation with high precision.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권5호
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• pp.477-486
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• 2023

In the studies on fault dislocation of tunnel, existing literatures are mainly focused on the problems caused by normal and reverse faults, but few on strike-slip faults. The paper aims to research the deformation and failure mechanism of a tunnel under strike-slip faulting based on a model test and test-calibrated numerical simulation. A potential faulting hazard condition is considered for a real water tunnel in central Yunnan, China. Based on the faulting hazard to tunnel, laboratory model tests were conducted with a test apparatus that specially designed for strike-slip faults. Then, to verify the results obtained from the model test, a finite element model was built. By comparison, the numerical results agree with tested ones well. The results indicated that most of the shear deformation and damage would appear within fault fracture zone. The tunnel exhibited a horizontal S-shaped deformation profile under strike-slip faulting. The side walls of the tunnel mainly experience tension and compression strain state, while the roof and floor of the tunnel would be in a shear state. Circular cracks on tunnel near fault fracture zone were more significant owing to shear effects of strike-slip faulting, while the longitudinal cracks occurred at the hanging wall.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.180-187
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• 1994

철근콘크리트보에서의 아취작용에 대한 현상을 파악하기 위해 전단지간 대 유효높이의 비 (a/b), 철근비, 전단철근의 유무등을 변수로 하여 총 16개의 시험체를 제작하여 실험하였다. 실험결과, 철근콘크리트보에서 아취현상은 최초로 보에 휨균열이 발생되면서 시작되고, 휨균열이 전단지간 중앙위치까지 발생되면 아취현상이 현저해져 보의 전체적 거동을 지배하는 것으로 나타났다. 철근콘크리트보의 전체적 거동이 아취작용에 이해 주로 지배되면, 전단지간내에서 측정된 철근인장력은 계산된 철근인장력보다 휠씬 크게 나타났다. 철근콘크리트보에서 아취현상은 지점쪽에 가까울수록, 철근비가 낮을수록 헌저하고, 전단보강을 함으로서 아취현상은 작아졌다. 철근콘크리트보에서 아취현상은 a/b가 작아질수록 증가되고, a/b가 3이하에서는 아취현상이 지배적이었다. 전단보강이 안된 a/b가 3이하의 보에서는 최종하중단계에서 타이드 아취현상이 현저하여 철근 길이\ulcorner향에 따른 철근인장력은 거의 동일한 값을 나타냈다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2004년도 춘계 학술발표회 제16권1호
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• pp.120-123
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• 2004

The lap splice lengths of deformed steel reinforcing bars and GFRP bars were experimentally compared using beam specimens. The purpose was to evaluate the length required of the GFRP bar to develop strength at least equivalent to the conventional steel reinforcing bar. The main test variable was the lap splice length: 10, 20, 30 $d_b$ for the deformed steel bars and 20, 30, 40 $d_b$ for the GFRP bars. Two different types of GFRP bars were tested: (1) one with spiral-type deformation and (2) plain round bars. Elastic modulus was about 1/5 of the steel bars while the tensile strength was about 690 MPa for the GFRP bars. Nominal diameter of the GFRP bars and steel bars was 12.7 and 13 mm, respectively. Normal strength concrete (28-day $f_{cu}$ = 30 MPa) was used. For the conventional steel bars (SD400 grade), strength over 400 MPa in tension was developed using the lap splice length of 20 and 30 $f_{cu}$. Only $87\%$ of the nominal yield strength was reached with the lap splice length of 10 $d_b$. For the spiral-type deformed GFRP bars with $40-d_b$ lap splice length, 440 MPa in tension was determined. The maximum tensile strength developed of the GFRP bars with smaller lap splice lengths decreased. The plain GFRP bar was not effective in developing the tensile strength even with $40-d_b$ lap splice length. Development of the cracks on beam surface was clearly visible for the beams reinforced with the GFRP bars. Mid-span deflections, however, were significantly smaller than the comparable beams with conventional steel bars indicating potential ductility problem.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.655-664
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• 2007

콘크리트의 인장균열에 따른 방향적 비국소 손상이라는 특징은 인장-압축을 받는 철근콘크리트 전단 부재에서 회전인장균열 특성 및 압축강도 감소 현상을 일으킨다. 본 연구에서는 인장과 압축거동에 대하여 다른 손상 모델을 사용하는 기존의 방법과는 달리, 동일한 인장균열 손상 모델을 사용하여, 인장균열거동과 압축연화거동을 나타낸다. 이러한 비국소 균열 손상의 영향을 나타낼 수 있는 소성모델을 개발하기 위하여 미소면 모델의 개념을 도입한다. 기존의 소성모델과 달리, 비국소 균열 손상을 나타내기 위하여 인장과 압축의 소성파괴면은 각 미소면에서 정의하며, 각 미소파괴면의 조합에 의하여 대표파괴면을 정의한다. 이때, 방향적 비국소 균열 손상을 나타내는 소성인장변형률의 영향에 의하여 각 미소면의 인장과 압축 소성변형률의 크기가 결정된다. 본 연구에서 개발된 소성모델은 유한요소해석에 적용되며, 다양한 전단패널의 기존 실험 결과들과 비교하여 제안된 재료 모델의 유효성을 검증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1821-1828
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• 2010

레이저 샥 피닝(LSP)은 금속재료 표면처리를 위한 획기적인 기술로서 금속 부품의 피로성능 개선을 위해 최근에 널리 적용되고 있다. 널리 알려진 바와 같이 금속재료의 피로 균열은 재료의 응력 상태가 인장(Tension)하에서만 발생되고, 압축(Compression)상태에서는 발생하지 않는다. 따라서 피로수명 개선을 위해 전통적인 샷 피닝(SP)과 함께 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 LSP 는 금속재료의 표면과 깊이방향에 대해 높은 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 본 논문에서는 유한요소 해석기법을 이용하여 LSP 에 의해 발생되는 압축잔류응력 생성과정을 모사하고, 압축잔류응력에 영향을 미치는 다양한 변수에 대해 민감도 해석을 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.239-248
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• 2002

철근 콘크리트 면부재의 주기거동을 나타내기 위하여 소성모델과 손상모델의 통합구성모델을 개발하였다. 인장-압축을 받는 콘크리트의 응력은 개념적으로 콘크리트의 스트럿 작용에 의한 압축응력과 인장균열에 의한 인장응력의 합으로 정의하였다. 인장균열의 비등방손상에 의하여 영향을 받는 압축파괴의 등방손상을 나타내기 위하여 다중파괴기준을 갖는 소성모델을 사용하였으며, 다중균열 방향에서 인장응력-변형률 관계를 나타내기 위하여 다중고정균열손상모델과 인장균열의 소성유동모델의 개념을 사용하였다. 이러한 통합모델은 주기 인장-압축 상태의 철근 콘크리트의 거동측성, 즉 다중 인장균열 방향, 점진적으로 회전하는 균열 손상, 콘크리트의 압축파괴를 나타낼 수 있다. 제안된 구성모델은 유한요소해석에 적용되었으며, 주기하중을 받는 철근 콘크리트 전단패널 및 전단벽에 대한 기존의 실험결과들과의 비교를 통해 검증되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.459-467
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• 2008

이 논문은 철근콘크리트 휨부재의 균열폭과 처짐 계산에 대한 해석적 모델을 제안한 것이다. 균열 안정화단계에서 철근과 콘크리트 경계면에서 발생하는 실제와 유사한 형태의 부착응력-미끌림 관계와 인장증강효과를 수치적으로 유도한 후, 균열과 균열 사이에서 철근의 매입길이 방향으로 발생하는 철근과 콘크리트의 변형률 차이가 균열면으로 누적되는 양을 계산할 수 있는 평형방정식을 이용하였다. 이로부터 두 재료의 변형량 차이로부터 평균 균열폭을 계산할 수 있는 모델과 인장증강효과를 반영한 철근의 평균변형률과 모멘트-곡률 관계를 도입하여 처짐을 계산하는 모델을 제안하였다. 이렇게 정식화된 새로운 균열폭 및 처짐 모델을 기존 문헌에 발표된 여러 연구자들의 실험자료에 적용하여 그 정확성을 검증한 결과, 제안식에 의한 예측값은 현재 사용되고 있는 여러 설계기준의 사용성 규정으로 계산한 결과와 비교할 때 실험값을 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권4호
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• pp.38-47
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• 2013

프리캐스트 방식에 의해 제작이 가능한 격자형 강합성 바닥판의 이음부로서 콘크리트 전단키와 고장력볼트 체결로 구성된 조립식 이음부가 제안된 바 있다. 본 연구에서는 콘크리트 전단키와 고장력볼트로 구성된 이음부의 휨강성과 휨강도를 향상시키고자 단면상세를 개선하였고, 구조실험을 통해 얻은 결과를 기존 볼트체결 이음부와 비교 분석하였다. 비교분석 결과에 의하면, 전단스터드와 가외철근에 의한 이음부 콘크리트 보강으로 뚜렷한 전단균열 감소효과가 있었다. 모멘트-곡률 관계로부터 구한 휨강성을 서로 비교해 본 결과, 단면개선 전의 이음부에 비해 약 47% 정도 휨강성이 증가한 것을 알 수 있었다. 또한, 휨강도 비교결과에 의하면 개선된 이음부의 휨강도는 개선 전에 비해 약 32% 증가하였다. 개선된 이음부의 휨성능을 이음부가 없는 단면과 비교하면, 휨강도의 경우 동등 수준 이상이었으나, 휨강성의 경우는 약 37% 정도 더 작은 것으로 분석되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권1호
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• pp.121-131
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• 2022

The main goal of this study is to prepare a program for analyzing High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete (HSSFRC) slabs and predict the response and strength of the slab instead of preparing a prototype and testing it in the laboratory. For this purpose, new equations are proposed to represent the material properties of High Strength Steel Fibrous Reinforced Concrete. The proposed equations obtained from performing regression analysis on many experimental results using statistical programs. The finite element method is adopted for non-linear analysis of the slabs. The eight-node "Serendipity element" (3 DoF) is chosen to represent the concrete. The layered approach is adopted for concrete elements and the steel reinforcement is represented by a smeared layer. The compression properties of the concrete are modeled by a work hardening plasticity approach and the yield condition is determined depending on the first two stress invariants. A tensile strength criterion is adopted in order to estimate the cracks propagation. many experimental results for testing slabs are compared with the numerical results of the present study and a good agreement is achieved regarding load-deflection curves and crack pattern. The response of the load deflection curve is slightly stiff at the beginning because the creep effect is not considered in this study and for assuming perfect bond between the steel reinforcement and the concrete, however, a great agreement is achieved between the ultimate load from the present study and experimental results. For the models of the tension stiffening and cracked shear modulus, the value of Bg and Bt (Where Bg and Bt are the curvature factor for the cracked shear modulus and tension stiffening models respectively) equal to 0.005 give good results compared with experimental result.