• Structural Engineering and Mechanics
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• 제18권2호
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• pp.167-194
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• 2004

In this paper axial loading tests on low strength concrete members, which were confined with various thickness of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composite sheets are described. Totally 46 specimens with circular, square and rectangular cross-sections with unconfined concrete compressive strengths between 6 and 10 MPa were included in the test program. During the tests, a photogrammetrical deformation measurement technique was also used, as well as conventional measurement techniques. The contribution of external confinement with CFRP composite sheets to the compressive behavior of the specimens with low strength concrete is evaluated quantitatively, in terms of strength, longitudinal and lateral deformability and energy dissipation. The effects of width/depth ratios and the corner radius of the specimens with rectangular cross-section on the axial behavior were also examined. It was seen that the effectiveness of the external confinement with CFRP composite sheets is much more pronounced, when the unconfined concrete compressive strength is relatively lower. It was also found that the available analytical expressions proposed for normal or high strength concrete confined by CFRP sheets could not predict the strength and deformability of CFRP confined low strength concrete accurately. New expressions are proposed for the compressive strength and the ultimate axial strain of CFRP confined low strength concrete.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권1호
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• pp.73-80
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• 2014

A concrete cask is an option for spent nuclear fuel interim storage. A concrete cask usually consists of a metallic canister which confines the spent nuclear fuel assemblies and a concrete overpack. When the overpack undergoes a missile impact, which might be caused by a tornado or an aircraft crash, it should sustain an acceptable level of structural integrity so that its radiation shielding capability and the retrievability of the canister are maintained. A missile impact against a concrete overpack produces two damage modes, local damage and global damage. In conventional approaches [1], those two damage modes are decoupled and evaluated separately. The local damage of concrete is usually evaluated by empirical formulas, while the global damage is evaluated by finite element analysis. However, this decoupled approach may lead to a very conservative estimation of both damages. In this research, finite element analysis with material failure models and element erosion is applied to the evaluation of local and global damage of concrete overpacks under high speed missile impacts. Two types of concrete overpacks with different configurations are considered. The numerical simulation results are compared with test results, and it is shown that the finite element analysis predicts both local and global damage qualitatively well, but the quantitative accuracy of the results are highly dependent on the fine-tuning of material and failure parameters.

• Advances in concrete construction
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• 제16권5호
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• pp.269-276
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• 2023

In order to study the effect of rubber particle size and admixture on the frost resistance of self-compacting concrete, three self-compacting concrete specimens with equal volume replacement of fine aggregate by rubber particles of different particle sizes were prepared, while conventional self-compacting concrete was made as a comparison specimen. The degradation law of rubber aggregate self-compacted concrete under freeze-thaw cycles was investigated by fast-freezing method test. The results show that the rubber aggregate has some influence on the mechanical properties and freeze-thaw durability of the self-compacting concrete. With the increase of rubber aggregate, the compressive strength of self-compacting concrete gradually decreases, and the smaller the rubber aggregate particle size is, the smaller the effect on the compressive strength of the matrix; rubber aggregate can improve the frost resistance of self-compacting concrete, and the smaller the rubber particle size is, the more obvious the effect on the improvement of the frost resistance of the matrix under the same dosage. Through the research of this paper, it is recommended to use 60~80 purpose rubber aggregate and the substitution rate of 10% is chosen as the best effect.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.37-45
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• 2023

본 연구의 목적은 기존 연결보의 사인장 파괴를 방지하고 연결보의 전단강도를 증가시키며 증가분을 정량적으로 평가하는 것이다. 강섬유는 전단강도를 향상시키고 파괴 메커니즘을 부분적으로 변화시킬 수 있지만 이는 일반적인 RC보와 기둥에 대한 연구결과이며, 강섬유 보강콘크리트에 대한 연결보의 전단강도 증진에 대한 연구는 아직까지 부족한 실정이다. 따라서, 강섬유에 의한 증가된 전단강도와 이에 따른 파괴 메커니즘 변화를 확인하기 위해 강섬유의 혼입률을 변수(0%, 1%, 2%)로 세 개의 실험체를 제작하여 반복가력 실험을 수행하였다. 그 결과, 강섬유를 보강한 실험체(1%, 2%)가 그렇지 않은 실험체(0%) 대비 최대강도 발현 후 콘크리트의 전단저항 기여분이 증가됨에 따라 전단강도가 증진되었다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.62-69
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• 2012

본 연구에서는 유화처리 폐식용유(이하 EWCO)의 현장 및 실무에 적용하기 위해 적절한 혼입률을 도출하고자 유화처리 폐식용유 사용이 고강도 콘크리트의 공학적 특성 및 자기수축에 미치는 영향 등을 기존의 수축저감제와 비교 분석하였다. 실험결과, 굳지 않은 콘크리트의 특성으로 먼저 유동성은 SR의 경우 치환율 0.25%에서 Plain에 비해 약 5% 저하하는 것으로 나타났고, 치환율에 따라 약 30~40% 급격히 저하하는 것으로 나타났다. 반면 EWCO의 경우는 치환율에 따라 Plain 대비 약 5~10% 정도의 다소 미미한 차이로 유동성이 저하하였다. 공기량, 단위용적질량 및 응결시간은 Plain과 거의 유사한 경향을 나타내 수축저감용 혼화제 사용에 있어 이와 같은 물성에 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 압축강도는 EWCO의 경우 초기재령에서는 Plain과 거의 유사한 강도값을 나타냈고, 재령이 경과할수록 다소 저하하는 것으로 나타났다. 재령 28일에서는 치환율에 따라 약 5~10% 정도 저하하는 것으로 나타났다. 반면 SR의 경우는 초기재령에서 Plain에 비해 저하되는 것으로 나타났고, 재령 28일에서는 치환율 0.75% 이상에서 Plain과 약 11~12% 정도 강도가 저감되는 것으로 나타났다. 자기수축은 EWCO의 경우 치환율에 따라 Plain 대비 약 14~33% 저감되는 것으로 나타났고, SR의 경우는 약 16~29% 저감되는 것으로 나타났다. 이상을 종합해보면 EWCO를 자기수축저감제로 사용할 경우 유동성 및 공기량에 큰 영향이 없으며, 기존의 SR에 비교하여도 자기수축 저감성능이 우수한 것으로 판단되는바 강도저하 측면을 고려하고 실무의 경제성을 고려시 EWCO 0.5~0.75% 전후가 효과적인 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.58-64
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• 2010

지반과 터널라이닝의 상호작용을 고려한 GLI모델은 기존의 Terzaghi 이완하중과 골조모델을 이용한 방법에 비해 터널의 2차라이닝(콘크리트라이닝)에 작용하는 지반하중을 합리적으로 경감할 수 있음이 입증된 바 있다. 이에 본 연구에서는 기존의 골조모델을 이용하여 설계된 OO선O공구의 콘크리트라이닝에 대해 GLI모델을 도입한 현장설계를 통해 경제성 및 시공성을 개선하였다. 다양한 안전측 고려사항에도 불구하고 철근량의 약 50%가 감소하여 철근자재비를 감소시킬 수 있었고 적정한 철근간격을 확보하여 콘크리트 밀실충전이 용이하였다. 지반조건이 불량한 터널일 수록 더 큰 철근량 절감효과가 있었으며, 이는 Terzaghi 이완하중이 불량한 지반에서 과도하게 산정되기 때문이다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.173-182
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• 2007

콘크리트 구조물에 발생한 균열은 내구성과 사용성 측면의 문제가 발생할 수 있기 때문에 정기적으로 관리하여야 한다. 대부분의 균열 측정은 균열 현미경과 균열 게이지와 같은 장비를 이용하여 균열의 폭, 길이, 방향 등과 같은 균열의 특징을 육안조사나 수작업에 의해 수행되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 시간과 인력이 많이 필요할 뿐만 아니라 계측자의 주관이 개입될 여지가 많다. 따라서 이 연구에서는 이미지 프로세싱과 인공신경회로망을 이용하여 콘크리트 표면 균열 평가 기법을 제시하고자 한다. 개발된 기법은 세부분(균열 검출, 균열 분석, 균열 패턴인식)으로 나누어진다. 개발된 기법의 유효성을 검증하기 위하여 실험을 수행하였고, 실험 결과 개발된 기법은 콘크리트 표면 균열을 효과적으로 검출, 분석할 수 있었고, 5가지 균열 패턴을 정확히 인식하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.79-88
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• 2002

본 연구는 산업폐기물인 D사의 K 섬유를 사용하여 아스팔트 콘크리트 혼합물의 피로파괴에 대한 저항성 향상의 증진가능성을 평가하고자 수행되었다. 본 연구에서는 MTS사의 CLSS (Closed-Loop Servohydraulic System)와 미국 표준시험법인 ASTM D 4123에 따라 MTS사가 개발한 시험장치를 사용하여 피로시험을 수행하였다. 본 연구 결과에 의하면 적정 섬유첨가량은 전체 혼합물 중량기준 약 0.2%의 길이 8mm 섬유가 가장 우수한 성능을 발휘함을 보였고, 이 때의 적정 아스팔트 함량은 전체 혼합물 중량기준 5.5%로 나타났다. 폐섬유를 재활용하여 생산된 섬유보강 아스팔트 혼합물이 기존의 밀입도 20 아스팔트 혼합물보다 피로파괴에 대한 저항성면에서 월등히 우수한 것으로 나타났다. 또한, 섬유보강 아스팔트 혼합물의 회복 탄성계수값은 일반 밀입도20 아스팔트 혼합물보다 약 $1.15{\sim}1.18$배 높게 평가되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.35-47
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• 2003

내부를 콘크리트로 속채움한 강관합성말뚝에 대한 기존의 하중전이 측정에서는 강관의 변형률만 측정하고 콘크리트의 변형률은 강관과 동일하다고 가정하였으며, 시방서에 규정한 방법으로 구한 강관과 콘크리트의 탄성계수를 이용하여 말뚝구성부재의 응력 및 축하중을 산정하였다. 그러나 강관의 변형률만 측정하여 강관과 콘크리트가 완전합성 거동하는 것으로 산정한 축하중은 실제 하중값과 상당한 차이를 보이고 있어 강관합성말뚝의 거동을 정확히 분석할 수 없었다. 따라서, 강관합성말뚝의 경우 각 구성부재의 변형률을 측정할 필요성이 제기되었다. 본 연구에서는 강관합성말뚝의 구성부재인 강재와 콘크리트의 변형률을 측정하는데 사용할 수 있도록 개발된 변형봉 센서에 대한 검증실험을 수행하였다 변형봉 센서를 사용하여 말뚝축하중을 산정할 경우 콘크리트의 탄성계수는 현장에서 제작한 콘크리트 공시체의 압축강도 시험에서 구하도록 제안하였다. 즉, (0.2∼0.6)f$_ck$의 응력 범위에 해당하는 평균접선기울기를 탄성계수로 사용하도록 제안하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제29권2호
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• pp.267-278
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• 2022

Pre-stressed concrete circular spun piles are widely used in various infrastructure projects around the world and offer an economical deep foundation system with consistent and superior quality compared to cast in-situ and other concrete piles. Conventional methods for measuring the lateral response of piles have been limited to conventional instrumentation, such as electrical based gauges and pressure transducers. The problem with existing technology is that the sensors are not able to assist in recording the lateral stiffness changes of the pile which varies along the length depending on the distribution of the flexural moments and appearance of tensile cracks. This paper describes a full-scale bending test of a 1-m diameter spun pile of 30 m long and instrumented using advanced fibre optic distributed sensor, known as Brillouin Optical Time Domain Analysis (BOTDA). Optical fibre sensors were embedded inside the concrete during the manufacturing stage and attached on the concrete surface in order to measure the pile's full-length flexural behaviour under the prescribed serviceability and ultimate limit state. The relationship between moments-deflections and bending moments-curvatures are examined with respect to the lateral forces. Tensile cracks were measured and compared with the peak strains observed from BOTDA data which corroborated very well. By analysing the moment-curvature response of the pile, the structure can be represented by two bending stiffness parameters, namely the pre-yield (EI) and post-yield (EI_cr), where the cracks reduce the stiffness property by 89%. The pile deflection profile can be attained from optical fibre data through closed-form solutions, which generally matched with the displacements recorded by Linear Voltage Displacement Transducers (LVDTs).