• Geomechanics and Engineering
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• 제21권1호
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• pp.11-21
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• 2020

The traditional formulations for estimation of bearing capacity in rock mechanics assume a homogeneous and isotropic rock mass. However, it is common that the rock mass consists of different layers of different rock properties or of the same rock matrix with distinct geotechnical quality levels. The bearing capacity of a heterogeneous rock is estimated traditionally through the weighted average. In this paper, the solution of the weighted average is compared to the finite difference method applied to a bilayer rock mass. The influence of different parameters such as the thickness of the layers, the rock type, the uniaxial compressive strength and the overall geotechnical quality of the rock mass on the bearing capacity of a bilayer rock mass is analyzed. A parametric study by finite difference method is carried out to develop a bearing capacity factor in function of the layer thickness and the rock mass quality expressed in terms of the geological strength index, which is presented in a form of a chart. Therefore, this correlation factor allows estimating the bearing capacity of a rock mass that is formed by two layers with distinct GSI, depending on the bearing capacity of the rock mass formed only by the upper layer and considered by that way as homogenous and isotropic rock mass.

• Geomechanics and Engineering
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• 제18권4호
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• pp.391-406
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• 2019

The aim of this paper was to study the influence of the footing shape and the effect of the roughness of the foundation base on the bearing capacity of shallow foundations on rock masses. For this purpose the finite difference method was used to analyze the bearing capacity of various types and states of rock masses under the assumption of Hoek-Brown failure criterion, for both plane strain and axisymmetric model, and considering smooth and rough interface. The results were analyzed based on a sensitivity study of four varying parameters: foundation width, rock material constant (mo), uniaxial compressive strength and geological strength index. Knowing how each parameter influences the bearing capacity depending on the footing shape (circular vs strip footing) and the footing base interface roughness (smooth vs rough), two correlation factors were developed to estimate the percentage increase of the ultimate bearing capacity as a function of the footing shape and the roughness of the footing base interface.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권5호
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• pp.341-352
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• 2017

강구조물을 접합하는 대표적인 두 가지 방법으로는 용접접합과 볼트접합이 있다. 이중 잘 접합된 볼트접합은 지압메카니즘에 의한 강도상승과 연성거동을 기대할 수 있다. 이러한 볼트접합부의 연성능력을 충분히 활용하기 위해 본 연구에서는 합리적인 단일볼트접합부의 힘-변형관계 및 지압강도 산정식을 제안하고자 하였다. 볼트접합부의 경계조건 및 기하학적인 요소를 고려하여 체계적으로 단일볼트 실험을 수행하였다. 현행 설계기준의 볼트접합부의 지압강도 산정식의 모순점을 해결하기 위해 새로운 지압강도 설계식 및 변형한계 산정식을 제안하였다. 또한 접합부의 강성, 강도, 기하학적 조건 등을 반영할 수 있는 힘-변형관계식을 제안하였다. 본 연구에서 제시한 지압강도식 및 힘-변형관계식은 현행설계기준보다 합리적으로 실험결과를 예측하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.263-272
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• 2019

본 연구에서는 중구경 현장타설말뚝의 활성화를 위하여, 말뚝재하시험을 이용한 지지력 특성을 평가하였으며, 그 결과를 설계지지력 예측방법과 비교하였다. 정재하시험 결과, 말뚝의 강도가 높은 경우에 낮은 강도에 비하여 약 2.4배 수준의 허용지지력을 나타내는 것으로 평가되었고, 동재하시험 결과에서는 높은 말뚝 강도의 경우가 낮은 경우보다 약 1.4배~1.5배 수준의 허용지지력을 나타내는 것으로 분석되었다. 정재하시험과 동재하시험의 허용지지력에 대한 비교 결과, 동일한 침하량 조건에서는 그 차이가 3%~6% 범위를 나타내었다. 그리고 재하시험 결과와 설계지지력 예측방법을 이용한 지지력 산정결과를 비교한 결과, 선단지지력 및 주면마찰력에 대한 하중분담율에 있어서, FHWA 제안식이 보다 합리적인 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

• Advances in concrete construction
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• 제13권 2호
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• pp.163-181
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• 2022

To study the mechanical properties of steel reinforced recycled concrete (SRRC) filled circular steel tube columns under eccentric compression loads, this study presents a finite element model which can simulate the eccentrically compressed columns using ABAQUS software. The analytical model was established by selecting the reasonable nonlinear analysis theory and the constitutive relationship of materials in the columns. The influences of design parameters on the eccentric compressive performance of columns were also considered in detail, such as the diameter-thickness ratio of circular steel tube, replacement percentage of recycled coarse aggregate (RCA), slenderness ratio, eccentricity, recycled aggregate concrete (RAC) strength and steel strength and so on. The deformation diagram, stress nephogram and load-displacement curves of the eccentrically compressed columns were obtained and compared with the test results of specimens. The results show that although there is a certain error between the calculation results and the test results, the error is small, which shows the rationality on the numerical model of eccentrically compressed columns. The failure of the columns is mainly due to the symmetrical bending of the columns towards the middle compression zone, which is a typical compression bending failure. The eccentric bearing capacity and deformation capacity of columns increase with the increase of the strength of steel tube and profile steel respectively. Compared with profile steel, the strength of steel tube has a greater influence on the eccentric compressive performance of columns. Improving the strength of RAC is beneficial to the eccentric bearing capacity of columns. In addition, the eccentric bearing capacity and deformation capacity of columns decrease with the increase of replacement percentage of RCA. The section form of profile steel has little influence on the eccentric compression performance of columns. On this basis, the calculation formulas on the nominal eccentric bearing capacity of columns were also put forward and the results calculated by the proposed formulas are in good agreement with the test values.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.261-271
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• 2014

일반적인 영구앵커(마찰형 앵커)는 정착장에서 지반과 그라우트의 마찰력으로 인발에 저항하는 구조이지만, 지압형 앵커는 확공부에서 발생하는 지압력으로 인발에 저항하여 지반변형을 억제하는 방식이다. 본 연구는 확공을 이용한 지압형 앵커 활용 시 합리적인 지압력 산정을 위해 수행되었으며, 지압력 산정 시 도해법, 실내실험, 수치해석적 방법을 수행하고 그 결과를 지반의 일축압축강도와 비교, 분석하였다. 도해법에서는 앵커의 지압력을 천공경($r_i$), 확장되는 천공경($r_e$), 일축압축강도(${\sigma}_c$)의 함수로 정의하였다. 실내실험을 통한 연구에서는 실내 모형을 제작하여 앵커 인장시험을 수행하여 지압력을 확인하였고, Flac 3D를 이용한 3차원 유한차분해석을 통해 지반조건별 지압력을 확인하였다. 실내실험 및 수치해석에서 도출된 지압력은 회귀분석을 통해 지압력 산정식을 제시하였다. 지압력은 실내실험에서 일축압축강도 대비 약 28.5배로 가장 큰 결과를 나타내었는데, 이는 순수 지압력 뿐만 아니라 앵커체 확장에 따른 주면마찰저항력이 함께 작용했기 때문인 것으로 판단된다. 도해법과 수치해석에서 확인된 지압력은 일축압축강도의 13.3배, 9.9배로 확인되었으며, 향후 현장실험을 통한 지압력 산정결과와 비교, 분석하여 산정식에 대한 신뢰성 향상이 필요하다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 학회창립 10주년 기념 1999년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.111-114
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• 1999

SFRC(Steel Fiber Reinforced Concrete) has advantage of crack resistance and ductility failure behavior. But the study which investigated about effect of steel fiber under bearing stress is not to be enough, and it does not be sure of criterion of SFRC for allowable bearing stress formula in internal specification. The purpose of this study is to clear the influence of SFRC on the bearing capacity and ductility of material through static loading test. additionally, arrive an allowable bearing stress formula for SFRC and examine mechanical behaviro by the 3-D finite element analysis.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권12호
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• pp.59-67
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• 2019

최근 증가되고 있는 준설 및 매립지반의 해안 공사에서 토목섬유매트 활용이 많아짐에 따라 연약지반의 지지력에 대한 산정은 안전성 평가를 위한 중요한 지표이다. 지반 개량을 위해 토목섬유매트와 복토층을 포설하여 이질층으로 구성된 연약지반의 허용지지력 검토는 일반적으로 Meyerhof(1974)와 Yamanouchi(1985) 방정식을 비교한다. Meyerhof(1974) 수식 결과는 허용지지력의 과소평가로 경제적인 손실을 초래하며, Yamanouchi(1985) 수식은 펀칭전단파괴에 대한 안전사고를 고려하지 않아 다소 큰 지지력을 평가한다. 토목섬유매트의 봉합인장강도를 설계기준에 적용하여 적절한 허용지지력을 산정하는 수정방정식을 제안함으로서 경제성과 안정성을 확보할 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권4호
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• pp.495-508
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• 2018

In this paper, cyclic loading tests on composite frame inner joints of steel-reinforced recycled concrete (SRRC) column-steel beam were conducted. The main objective of the test was to obtain the shear behavior and analyze the shear strength of the joints. The main design parameters in the test were recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage and axial compression ratio. The failure process, failure modes, hysteresis curves and strain characteristics of the joints were obtained, and the influences of design parameters on the shear strength of the joints have been also analysed in detail. Results show that the failure modes of the joints area are typical shear failure. The shear bearing capacity of the joints maximally decreased by 10.07% with the increase in the RCA replacement percentage, whereas the shear bearing capacity of the joints maximally increased by 16.6% with the increase in the axial compression ratio. A specific strain analysis suggests that the shear bearing capacity of the joints was mainly provided by the three shear elements of the recycled aggregate concrete (RAC) diagonal compression strut, steel webs and stirrups of the joint area. According to the shear mechanism and test results, the calculation formulas of the shear bearing capacity of the three main shear elements were deduced separately. Thus, the calculation model of the shear bearing capacity of the composite joints considering the adverse effects of the RCA replacement percentage was established through a superposition method. The calculated values of shear strength based on the calculation model were in good agreement with the test values. It indicates that the calculation method in this study can reasonably predict the shear bearing capacity of the composite frame inner joints of SRRC column-steel beam.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2C호
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• pp.95-107
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• 2010

일반적으로 암반에 소켓된 현장타설말뚝기초의 선단지지력은 일축압축강도를 이용하여 산정하고 있다. 그러나, 풍화대 지반에서는 불교란시료의 채취가 어려워 일축압축강도를 확인하는 것이 곤란하므로 기존 지지력산정공식을 사용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 풍화대 지반에서 수행할 수 있는 원위치시험들(SPT, DCPT, PMT, BST)의 특성치와 현장타설말뚝의 선단지지력과의 관계를 말뚝선단부에 인접한 5개의 구간들(선단부, 선단~하부1D, 선단~하부2D, 상부1D~하부1D, 상부1D~하부2D)에 대하여 분석하였다. 그 결과 DCTP의 결과가 가장 신뢰성 있는 상관관계를 나타내었다. 또한 DCPT를 이용한 선단지지력의 설계도표를 제안하였다.