• Geomechanics and Engineering
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• 제22권1호
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• pp.11-23
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• 2020

In this study, a new analytical-numerical procedure is developed to give the stresses and strains around a circular tunnel in rock masses exhibiting different stress-strain behavior. The calculation starts from the tunnel wall and continues toward the unknown elastic-plastic boundary by a finite difference method in the annular discretized plastic zone. From the known stresses in the tunnel boundary, the strains are calculated using the elastic-plastic stiffness matrix in which three dimensional Hoek-Brown failure criterion (Jiang and Zhao 2015) and Mohr-Coulomb potential function with proper dilation angle (i.e., non-associated flow rule) are employed in terms of stress invariants. The illustrative examples give ground response curve and show correctness of the proposed approach. Finally, from the results of a great number of analyses, a simple relationship is presented to find out the closure of circular tunnel in terms of rock mass strength and tunnel depth. It can be valuable for the preliminary decision of tunnel support and for prediction of tunnel problems.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.13-20
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• 2010

본 연구에서는 얕은기초의 파괴거동과 전체적인 하중-변위 관계를 묘사하는 방법에 대하여 기술하였다. 제안한 방법에 의하여 얕은기초의 최고점 이후의 거동과 점진적인 파괴과정을 비교적 명확히 기술하는 것이 가능함을 보여주었다. 유한요소 수치해석법으로 얕은 기초지반에 대하여 마찰각과 체적팽창각을 달리하여 지지력계수 $N_{\gamma}$을 계산하였다. 일반적으로 적용하는 관련 흐름법칙과 거친 기초조건에 의한 지지력계수 $N_{\gamma}$값은 실제 흙거동인 비관련 흐름법칙과 약간 미끈한 기초조건에 대해서는 불안전한 설계가 되는 것을 보여주었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제30권2호
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• pp.95-104
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• 2007

특별한 임상적 증상이 없는 대상자 총 1,669명의 단순 흉부방사선영상(simple chest radiography, CXR) 소견을 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 연구대상자의 일반적 특성은 총 1,669명 중 남자 55.2%, 여자 44.8%이었다. 2. 흉부 질환이 있는 경우는 총 1,669명 중 14.9%인 249명이었다. 3. 연령에 따른 질환의 분석에서는 35세 미만 6.1%, $35{\sim}39$세 9.7%, $40{\sim}49$세 13.3%, 50세 이상 30.8%로 연령이 많을수록 질병이 많았다. 4. 질환의 발생부위는 폐질환만을 고려할 때 right upper lobe가 가장 많았고, both upper lobe, left upper lobe의 순이었다. 5. 질환의 종류는 유소견자 249명 중 pulmonary nodule를 가지고 있는 경우가 55.0%(총 1,669명의 대상자에서 유소견자 249명 중 137명으로 전체 대상자를 기준으로 할 경우 8.2%)로 가장 많았으며, 다음으로 cardiomegaly 24.5%, CP angle blunting 4.8%, scoliosis 4.6%, tortous aorta 2.8%, bronchial luminal dilatation 2.4%, pleural thickening 2.0% 순으로 나타났고, dextrocardia와 cystic dilation of bronchus, cavitary lesion, lung collapse 등은 각각 0.4%로 매우 적었다. 6. 성별에 따른 질환의 종류는 남자가 여자보다 pulmonary nodule이 많았고, 여자는 남자보다 cardiomegaly와 tortous aorta, scoliosis가 더 많았다. 7. 연령에 따른 질환의 종류는 35세 미만이 다른 연령대보다 scoliosis가 많았고, $40{\sim}49$세는 CP angle blunting, $35{\sim}39$세는 pulmonary nodule, 50세 이상은 cardiomegaly와 tortous aorta가 많았다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권4호
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• pp.277-290
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• 2020

This paper presents an elastic-plastic solution for the circular tunnel of elastic-strain softening behavior considering the pressure-dependent Young's modulus and the nonlinear dilatancy. The proposed solution is verified by the results of the field measuring and numerical simulation from a practical project, and a published closed-form analysis solution. The influence of each factor is discussed in detail, and the ability of Young's modulus and dilatancy characterizing the mechanical response of surrounding rock is investigated. It is found that, in low levels of support pressure, adopting the constant Young's modulus model will seriously misestimate the surrounding rock deformation. Using the constant dilatancy model will underestimate the surrounding rock deformation. When adopting the constant dilatancy model, as the dilation angle increases, the range of the plastic region increases, and the surrounding rock deformation weakens. When adopting the nonlinear dilatancy, the plastic region range and the surrounding rock deformation are the largest. The surrounding rock deformation using pressure-dependent Young's modulus model is between those resulted from two constant Young's modulus models. The constant α of pressuredependent Young's modulus model is the main factor affecting the tunnel displacement. The influence of α using a constant dilatancy model is much more apparent than that using a nonlinear dilatancy model.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권4호
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• pp.407-415
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• 2019

A controlled low strength material (CLSM) is a highly flowable cementitious material used for trench backfilling. However, when applying vertical loads to backfilled trenches, shear failure or differential settlement may occur at the interface between the CLSM and natural soil. Hence, this study aims to evaluate the characteristics of the interface friction between the CLSM and soils based on curing time, gradation, and normal stress. The CLSM is composed of fly ash, calcium sulfoaluminate cement, sand, silt, water, and an accelerator. To investigate the engineering properties of the CLSM, flow and unconfined compressive strength tests are carried out. Poorly graded and well-graded sands are selected as the in-situ soil adjacent to the CLSM. The direct shear tests of the CLSM and soils are carried out under three normal stresses for four different curing times. The test results show that the shear strengths obtained within 1 day are higher than those obtained after 1 day. As the curing time increases, the maximum dilation of the poorly graded sand-CLSM specimens under lower normal stresses also generally increases. The maximum contraction increases with increasing normal stress, but it decreases with increasing curing time. The shear strengths of the well-graded sand-CLSM interface are greater than those of the poorly graded sand-CLSM interface. Moreover, the friction angle for the CLSM-soil interface decreases with increasing curing time, and the friction angles of the well-graded sand-CLSM interface are greater than those of the poorly graded sand-CLSM interface. The results suggest that the CLSM may be effectively used for trench backfilling owing to a better understanding of the interface shear strength and behavior between the CLSM and soils.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.130-137
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• 2018

콘크리트의 구성모델은 많은 연구를 통해 부재의 비선형 거동을 합리적으로 예측할 수 있도록 여러 모델이 개발되어 왔고 철근의 구성모델은 철근과 콘크리트의 부착 효과에 따른 인장 강화 현상을 반영한 모델이 연구되고 있지만 완전탄소성이나 이선형 변형도 경화 모델이 일반적으로 사용되고 있다. 코어 벽체로 활용하기 위해 개발하고 있는 복합 PC 패널의 반복가력 실험을 통해 길이 방향 철근의 좌굴에 의해 비선형 거동이 발생하였음을 확인하였다. 이 연구에서는 이와 같은 비선형 거동을 해석적으로 모사하기 위해 철근의 매입과 좌굴의 영향을 고려할 수 있는 구성모델들을 조사하였고 이 구성모델들을 재구성하여 새로운 모델을 제시하였다. 또한 제시한 모델의 타당성을 검증하기 위해 해석결과를 콘크리트 벽체와 복합 PC 패널 실험결과와 비교하였다. 철근의 매입 효과만 고려된 모델을 사용한 해석결과는 항복 이후 하중의 감소 없이 변형이 증가하는 거동을 예측하고 있지만, 제안 모델은 항복 이후 하중의 감소를 표현할 수 있어 콘크리트 패널의 거동을 예상하는 재료 모델로 활용할 수 있을 것으로 확인되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.385-392
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• 2021

강진 시 원자력발전시설의 비선형 응답이 중요하기 때문에 이 시설의 내진성능에 대한 관심이 증가하였다. 이 연구에서는 원자력 발전소 철근콘크리트 전단벽의 유한요소해석을 위한 재료모델의 적절한 변수를 제시하였다: 최대인장강도, 팽창각, 손상계수. 이를 위해 상용 유한요소 해석프로그램인 ABAQUS를 사용하여 낮은 형상비를 가진 철근콘크리트 전단벽의 비선형 거동과 전단 파괴모드에 대한 이 주요 변수의 효과에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과에 기반하여 비선형 시간이력해석을 통해 강진 하의 원자로건물의 비선형 응답을 평가하였다.

• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.697-703
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• 2017

본 연구는 기존의 철근 콘크리트 구조형식을 대신할 FRP-콘크리트 합성구조의 휨거동에 관한 것이다. 구조적 성능 및 거동 특성을 수치 해석적으로 규명하고자 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 비선형 유한요소해석을 실시하였으며, 이때 사용하게 되는 여러 변수들의 영향을 실험 결과와 비교, 분석하여 본 합성구조에 최적화된 변수 값을 제시하고자 하였다. 합성구조의 구조재료모델은 콘크리트 손상소성모델(concrete damage plasticity model)을 사용하였고 콘크리트 압축응력관계식은 유로규준(Euro code)를 이용하였다. 내연적 유한요소해석의 경우 기하학적, 재료적 비선형성이 큰 경우 수렴에 많은 문제가 있으므로 본 연구의 경우 외연적 유한요소해석법이 적절한 것으로 판단된다. 콘크리트 손상 소성 모델의 여러 변수들에 대해 실험값과 비교한 결과 본 연구의 경우, 요소 크기는 20mm, 팽창각은 $30^{\circ}$, 파괴에너지 값은 $100Nm/m^2$, 변수 Kc는 0.667, 손상계수는 고려하는 것이 적절한 것으로 판단된다. 제시된 수치모델의 경우 신소재 합성보의 극한하중 및 균열패턴을 실험과 비교적 유사하게 표현할 수 있으므로 앞으로 다양한 합성구조의 수치해석에 적용 가능하리라 판단된다.