• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1278-1284
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• 2008

This study carried out bender element tests in a calibration chamber in order to estimate the characteristics of soil specimen prepared in a calibration chamber. Basically, the purpose of bender element test is to measure the shear wave velocity. Bender element test cannot only confirm the status of soil specimen deposited in a chamber, but also estimate the consolidation process indirectly. In order to carry out bender element test in a calibration chamber, a pair of bender elements was installed inside the chamber, using the 'ㄷ' shaped frame. For the sandy soils having various relative densities in various stress conditions, the maximum shear modulus was estimated. From the comparison with bender element test results in a triaxial testing device, testing device and procedure was validated.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.37-45
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• 2006

1970년대 중반부터 bender elements를 이용하여 흙 공시체의 전단파 속도를 측정하는 기술이 발전되어 왔다. 얇은 피에조 세라믹판과 탄성 매질을 겹쳐서 만든 bender elements는 삼축입축시험장치의 저판(base)와 top cap에 설치하여 액츄에이터와 트랜스듀스로 각각 사용하여 공시체의 전단파 속도를 측정하고 있다. bender elements를 현장에 적용하는 예비 단계로, 최적의 벤더 제작과 기하학적 배치에 대한 연구를 실내 카올리나이트 토조에서 수행하였다. 이 예비시험에서 개발된 bender element를 사용하여 갯벌에서 크로스홀 방식과 인홀 방식으로 탄성파 시험을 수행하였다. 일련의 bender elements를 깊이 2m까지 삽입하여 현장시험의 적용성을 확인하였다. 추후 깊은 심도까지 삽입할 수 있는 맨드렐(mandrel)과 관입장치를 개발하여 연약지반의 탄성파 속도 측정 장치 개발을 완성하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.47-57
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• 2006

전단파는 흙 입자의 강성과 밀도에 연관된다. 흡 입자의 전단 강성은 물의 존재 여부에 영향을 받지 않는다. 벤더 엘리먼트는 흙과 트랜스듀서 간의 뛰어난 결합 효과를 보여 토질 시험 장치에 적용하기에 편리한 전단파 트랜스듀서이다. 본 논문은 전단파의 기본 원리를 살펴본 뒤, 전자기 커플링 방지, 지향성(directivity), 공진주파수, 초동 추정, 근접장 효과 등을 포함하여 벤더 엘리먼트의 설계와 설치에 대하여 다루었다. 전해질 용액 속에서의 전기적 간섭(cross-talk)현상은 병렬 타입의 벤더 엘리먼트를 사용함으로써 최소화할 수 있다. 캔틸레버 보 형식의 벤더 엘리먼트는 전단파의 지향성은 원형에 가깝게 나타났다. 벤더 엘리먼트의 공진주파수는 벤더 엘리먼트 자체의 특성, 흡의강성 및 엥커 특성에 의존적인 것으로 나타났다. 벤더 엘리멘트 시험에서 가장 어려운 부분 중의 하나는 전단파의 도착시간에 영향을 주는 근접장 효과이다. 근접장 내에서 전단파의 도착시간 산정은 다중반사법(multiple reflection method)과 signal matching 기술을 적용하여 해결할 수 있다. 여러 가지 고려사항이 요구되는 벤더 엘리먼트는 전단파를 이용한 지반 동적 특성 파악에 매우 효과적인 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1998년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.453-460
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• 1998

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.17-25
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• 2005

벤더엘리먼트 시험은 시험시편의 전단파속도를 직접 측정함으로써 최대전단탄성계수를 평가하기 위한 시험법으로, 다양한 실내시험장비에 간단히 부착되어 다양한 시험조건에서 시편의 최대전단탄성계수를 평가할 수 있는 유용한 시험기법으로 현재 널리 이용되고 있는 추세다. 본 연구에서는 포화가 가능하도록 개조된 Stokoe식 공진주/비틂전단 시험장비에 벤더엘리먼트 시험장비를 부착하여 동일한 시험시편에 대하여 다양한 조건에서 벤더엘리먼트 시험, 공진주 시험, 비틂전단 시험의 세 가지 시험을 동시에 수행함으로써 각 시험법에 의하여 평가되는 최대전단탄성계수를 비교하였으며, 벤더엘리먼트 시험기법을 검증해보고자 하였다. 또한 포화조건에서 Biot의 이론을 적용하여 각 시험기법의 하중주파수를 고려함으로써 보다 타당한 비교를 수행할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.705-710
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• 2010

Bender element is made of connecting two piezoelectric elements which have different polarities from each other, and is a kind of sensors which can be used either way as a source making elastic wave or a receiver. Elastic waves generated by stimulating the bender elements can be decomposed to P-wave and S-wave propagation. Numerical and expeimental studies are conducted, and results show that multiple measurements are recommended to determine wave arrivals from the received signals.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회
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• pp.1110-1116
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• 2010

Void ratios are one of the key parameters for exact calculation of settlement of soft groundse. In the study, shear wave velocities of a soft ground were used to measure the field void ratio using bender elements sensors. The bender-element probes were installed in situ at the depths of 3, 5 and 8m on a pre-loading site near Incheon, Korea. During 90 days after installation, the changes of shear wave velocity and ground surface settlement were measured. The field void ratio was estimated from measured shear wave velocities. The void ratio estimated by the shear wave velocity measured by bender elements agrees well with the measured values in the field.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.41-47
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• 2007

최근 지진에 의한 액상화 피해를 입은 지역에서의 조사결과에 의하면 모래지반 뿐만 아니라 세립분을 함유한 흙 또는 비소성실트 지반에서도 액상화 피해사례가 보고되고 있으나, 지금까지 액상화는 느슨한 포화 모래지반에서 발생하는 것으로만 알려져 비소성실트의 액상화특성에 대하여 거의 알려져 있지 않다. 특히, 액상화강도는 전단탄성파속도와 밀접한 관계가 있어 현장에서는 PS검층 등을 이용하여 원위치에서 흙의 강성을 조사하며, 실내 실험에서는 정확한 흙의 강성을 조사하기 위하여 벤더엘레먼트를 이용한다. 본 연구에서는 단순전단시험기에 벤더엘레먼트를 장착하여 비소성실트의 강성을 조사하였으며 단순전단시험 결과와 비교하였다. 그 결과 벤더엘레먼트에 의한 비소성실트의 강성은 단순전단시험결과보다 약간 크게 나타나지만 그 차이는 적으며, 점토의 강성보다 작은 것을 알 수 있었다.

• International Journal of Safety
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• 제6권1호
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• pp.22-25
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• 2007

Damping out high frequency low amplitude structural vibrations using PZT bimorph is presented. Static and Dynamic analyses of the piezoelectric bimorph bender were performed. Three layer piezoelectric actuators were modeled with SOLID5 coupled-field elements using ANSYS. Static deflection and modal analyses of the piezoelectric bimorph bender are presented. Proper tuning of the values of the resistor and inductor in the shunt circuit is required for maximum vibration suppression.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제32권1호
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• pp.30-34
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• 2019

A newly proposed T-shape piezoelectric actuator, composed of piezoelectric benders, was designed and studied. This actuator has four legs, and can walk in both forward and backward directions. The piezoelectric actuator has a simple structure and can be easily fabricated. It consists of a piezoelectric bender and a joint. The piezoelectric bender is composed of carbon and ceramic materials. Therefore, there is an advantage in that it can be fabricated on a very small scale. Elliptical displacements of the piezoelectric actuators were analyzed by finite element analysis. Elliptical motion at the tip occurred at two voltages having a 90-degree phase difference. Based on the finite element analysis results, prototype actuators with maximum displacements were fabricated, and the characteristics of their movements were characterized.