• 폴리머
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• 제35권3호
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• pp.203-209
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• 2011

표면이 매끄럽고 돌기가 있는 2가지 HDPE 지오멤브레인 덤벨형 시료에 두께 10% 간격으로 10~90% 깊이의 노치를 가하여 실험에 사용하였다. ISO 10722에 의거하여 부가하중 횟수를 변화시켜 시공시 손상의 실내 모사시험을 HDPE 지오브레인에 실시하였으며, 부가하중 횟수가 시공시 손상에 미치는 영향을 비교하였다. 항복응력과 변형률은 노지 깊이가 커짐에 따라 감소하였다. 손상된 그리고 노치를 가한 지오멤브레인을 응력균열시험에 사용하였으며, $50{\pm}1^{\circ}C$에서 pH 4와 12 용액에 침지시켜 항복응력 변화에 따른 응력균열저항성을 NCTL 시험을 통하여 고찰하였다. 인장 강도의 35% 이상에서 지오멤브레인은 응력균열에 취약함을 나타냈으며, 손상을 받은 그리고 노치를 가한 지오멤브레인 모두 같은 경향을 나타내었다. 특별히 노치를 가한 지오멤브레인의 경우 각각의 응력균열 조건에서 시공에 의해 손상된 지오멤브레인보다 낮은 강도를 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제4권1호
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• pp.88-100
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• 1990

Among the test methods to evaluate stress-corrosion cracking(SCC) on the basis of fracture mechanics, constant displacement(bolt) loading method using modified-WOL specimen is practically convenient. In this test method, compliance formula is generally required to calculate load(consequently $K_{ISCC}$). There are many problems in using the analytic compliance formula to calculate $K_{ISCC}$, so we had proposed the experimental $K_{ISCC}$ evaluation technique in the previous report. This study has employed the slightly altered configuration of modified-WOL specimen made of weldable structural stee(BS360-50D). With these specimens, stress-corrosion tests have been performed in $H_2S$ gas saturated 20% HCl solution. Through the test, the problems as mentioned earlier have been discussed again, and the proposed evaluation technique has been verified. And the stress-corrosion cracks and hydrogen blisters have been investigated in the initiation step with the aids of metallurgical micrographs, SEM fractographs, and EPMA analysis. The inclusions segregated in the mid-thickness region traps hydrogen to produce the hydrogen blistering. The applied or residual stress does not contribute the occurrence of the blister. Hydrogen absorbed into the mid-thickness region is consumed to produce the blistering so that stress-corrosion crack could hardly be detected at that region. The stress-corrosion cracks initiate from the inclusions and propagate in radial pattern. And the initiation site is remote from the crack tip and is inclined from the crack plane, which is assumed to be caused by the triaxial stress and the amount of the absorbed hydrogen.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.35-42
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• 2002

본 연구는 동절기에 많이 발생하는 포장의 저온균열에 대한 폴리머 개질 아스팔트 혼합물의 저항 특성을 알아보기 위하여 수행하였다. 저온에서의 간접인장강도를 측정 분석한 결과 혼합물들이 $-10^{\circ}C의 저온 대에서 최대 인장강도를 나타냈다. 최대 인장강도를 보이는 온도 이하에서는 시차열 응력이 인장강도 이상으로 발생하여 내부에 손상이 발생하기 때문에 나타나는 인장강도 저하현상을 ITS 시험으로 증명하여 보였다. 저온의 시험 결과는 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반 아스팔트 혼합물에 비하여 보다 낮은 온도에서까지도 강도가 높게 나타나 폴리머 개질에 따른 효과를 보였으며, 바인더가 저온균열에 대한 저항에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 추운 지역에서는 저온균열을 예방하기 위하여 폴리머 개질 아스팔트의 사용이 추천된다.

• Computers and Concrete
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• 제26권6호
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• pp.483-495
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• 2020

Dams are vital infrastructures that are expected to maintain their stability during seismic excitations. Accordingly, cemented material dams are an emerging type, which are being increasingly used around the world owing to benefiting from advantages of both earth-fill and concrete gravity dams, which should be designed safely when subjected to strong ground motion. In the present paper, the seismic performance of a cemented sand and gravel (CSG) dam is assessed using incremental dynamic analysis (IDA) method by accounting for two failure modes of tension cracking and base joint sliding considering the dam-reservoir-foundation interactions. To take the seismic uncertainties into account, the dam is analyzed under a suite of ground motion records and then, the effect of friction angle for base sliding as well as deformability of the foundation are investigated on the response of dam. To carry out the analyses, the Cindere dam in Turkey is selected as a case study, and various limit states corresponding to seismic performance levels of the dam are determined aiming to estimate the seismic fragilities. Based on the results, sliding of the Cindere dam could be serious under the maximum credible earthquake (MCE). Besides, dam faces are mostly to be cracked under such level of intensity. Moreover, the results indicate that as friction angle increases, probability of sliding between dam and foundation is reduced whereas, increases tensile cracking. Lastly, it is observed that foundation stiffening increases the probability of dam sliding but, reduces the tensile damage in the dam body.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.375-391
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• 2022

This paper discussed and analyzed the interfacial stress distribution characteristic of adjacent cracks in Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) plate strengthened concrete slabs. One un-strengthened concrete test beam and four CFRP plate-strengthened concrete test beams were designed to carry out four-point flexural tests. The test data shows that the interfacial shear stress between the interface of CFRP plate and concrete can effectively reduce the crack shrinkage of the tensile concrete and reduces the width of crack. The maximum main crack flexural height in pure bending section of the strengthened specimen is smaller than that of the un-strengthened specimen, the CFRP plate improves the rigidity of specimens without brittle failure. The average ultimate bearing capacity of the CFRP-strengthened specimens was increased by 64.3% compared to that without CFRP-strengthen. This indicites that CFRP enhancement measures can effectively improve the ultimate bearing capacity and delay the occurrence of debonding damage. Based on the derivation of mechanical analysis model, the calculation formula of interfacial shear stress between adjacent cracks is proposed. The distributions characteristics of interfacial shear stress between certain crack widths were given. In the intermediate cracking region of pure bending sections, the length of the interfacial softening near the mid-span cracking position gradually increases as the load increases. The CFRP-concrete interface debonding capacity with the larger adjacent crack spacing is lower than that with the smaller adjacent crack spacing. The theoretical calculation results of interfacial bonding shear stress between adjacent cracks have good agreement with the experimental results. The interfacial debonding failure between adjacent cracks in the intermediate cracking region was mainly caused by the root of the main crack. The larger the spacing between adjacent cracks exists, the easier the interfacial debonding failure occurs.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권6호
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• pp.617-626
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• 2024

The study investigated the behavior of plain and fibered Ultra-High Performance Concrete (UHPC) beams under varying loading conditions using integrated analysis of the flexure and acoustic emission tests. The loading rate of testing is -0.25 -2 mm/min. It is observed that on increasing loading rate, flexural strength increases, and toughness decreases. The acoustic emission testing revealed that higher loading rates accelerate crack propagation. Fiber effect and matrix cracking are identified as significant contributors to the release of acoustic emission energy, with fiber rupture/failure and matrix cracking showing rate-dependent behavior. Crack classification analysis indicated that the rise angle (RA) value decreased under quasi-static loading. The average frequency (AF) value increased with the loading rate, but this trend reversed under rate-dependent conditions. K-means analysis identified distinct clusters of crack types with unique frequency and duration characteristics at different loading rates. Furthermore, the historic index and signal strength decreased with increasing loading rate after peak capacity, while the severity index increased in the post-peak zone, indicating more severe damage. The sudden rise in the historic index and cumulative signal strength indicates the possibility of several occurrences, such as the emergence of a significant crack, shifts in cracking modes, abrupt failure, or notable fiber debonding/pull-out. Moreover, there is a distinct rise in the number of AE knees corresponding to the increase in loading rate. The crack mapping from acoustic emission testing aligned with observed failure patterns, validating its use in structural health monitoring.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.37-44
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• 2015

본 연구는 변형경화형 시멘트 복합체(strain hardening cement composite, SHCC)가 고강도 철근이 배근된 보의 휨 거동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 또한, 본 연구에서는 SHCC가 철근콘크리트 휨 부재의 균열완화성능 및 연성에 미치는 영향을 분석하였으며, 실험결과를 토대로 하여 이론적인 휨 강도 예측 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 시멘트 복합체의 종류 및 강도, 철근의 항복강도를 변수로하여 총 6개의 실험체를 제작하였다. 가력을 위해 단순 보 실험체를 500 kN용량의 유압 엑추에이터를 사용하여 변위제어 방식으로 4점 가력 하였다. 실험결과 SHCC를 사용한 경우 일반 고강도 철근콘크리트 보에 비하여 균열완화성능 및 연성이 증가하는 양상을 나타내었다. 특히 고강도 철근을 배근한 경우 휨 내력에 큰 차이를 나타내었으며, 이는 SHCC 대체가 800 MPa급 이상의 고강도 철근을 휨 철근으로 적용할 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 판단된다. 예측된 휨 거동 산정 기법을 제한된 실험의 휨 내력을 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 향후 SHCC의 인장강도 모델분석을 통해 보다 명확한 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.107-115
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• 2017

PURPOSES : The piezoelectric energy road analysis technology using a three-dimensional finite element method was developed to investigate pavement behaviors when piezoelectric energy harvesters and a new polyurethane surface layer were installed in field conditions. The main purpose of this study is to predict the long-term performance of the piezoelectric energy road through the proposed analytical steps. METHODS : To predict the stresses and strains of the piezoelectric energy road, the developed energy harvesters were embedded into the polyurethane surface layer (50 mm from the top surface). The typical type of triaxial dump truck loading was applied to the top of each energy harvester. In this paper, a general purpose finite element analysis program called ABAQUS was used and it was assumed that a harvester is installed in the cross section of a typical asphalt pavement structure. RESULTS : The maximum tensile stress of the polyurethane surface layer in the initial fatigue model occurred up to 0.035 MPa in the transverse direction when the truck tire load was loaded on the top of each harvester. The maximum tensile stresses were 0.025 MPa in the intermediate fatigue model and 0.013 MPa in the final fatigue model, which were 72% and 37% lower than that of the initial stage model, respectively. CONCLUSIONS : The main critical damage locations can be estimated between the base layer and the surface layer. If the crack propagates, bottom-up cracking from the base layer is the main cracking pattern where the tensile stress is higher than in other locations. It is also considered that the possibility of cracking in the top-down direction at the edge of energy harvester is more likely to occur because the material strength of the energy harvester is much higher and plays a role in the supporting points. In terms of long-term performance, all tensile stresses in the energy harvester and polyurethane layer are less than 1% of the maximum tensile strength and the possibility of fatigue damage was very low. Since the harvester is embedded in the surface layer of the polyurethane, which has higher tensile strength and toughness, it can assure a good, long-term performance.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.41-52
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• 2008

본 연구는 박리방지 첨가제를 혼입한 아스팔트 혼합물의 수분민감성에 대한 특성 평가 방안을 제시하고자, 기존의 수침 시험을 개선한 3가지 종류($H_c$, $V_s$, F-T)의 수침 방법을 통하여 생석회, 소석회, 1종의 액상 박리방지 첨가제를 혼입한 각 아스팔트 혼합물에 대한 수분민감성의 거동 특성을 분석하였다. 실험방법은 AASHTO TP-9에 규정된 간접인장시험(Indirect Tensile Test, IDT)을 통한 크리프시험 (Creep Test), 회복탄성계수시험(Resilient Modulus Test) 및 강도시험(Strength Test)을 수행하였다. 분석방법으로는 미국 플로리다 대학의 Roque에 의해 제안된 에너지비(Energy Ratio, ER) 개념을 사용하여 박리방지제의 사용에 따른 효과 및 수분민감도 특성을 평가하였다(Roque, 2004). 시험결과, 수분처리 방법 에 따른 아스팔트 흔합물의 물성 변화뿐만 아니라 박리 방지 첨가제에 따른 물성 변화가 현저하게 나타났다. 또한 누적 수분 손상에 의해 발생되는 균열에 대한 저항성이 각 첨가제 및 수분처리 방법에 따라 변화됨을 나타내었다. 이를 토대로 Energy Ratio를 분석한 결과 약 $10{\sim}30%$ 정도의 균열 저항성 변화가 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.263-271
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• 2005

고인성 시멘트 복합재료(HPFRCC)는 시멘트페이스트 또는 모르타르에 고성능 단섬유를 보강하여 휨모멘트 및 인장력 작용하에서 변위(변형)경화특성 및 다수의 미세균열이 멀티플크랙 특성을 발휘함으로서 높은 인성 및 균열제어성능을 가진 재료로 최근 이들 성능을 활용하여 고성능 보수 보강재, 충격완충재, 강재의 피복재, 지진시 에너지 흡수 디바이스 등 다양한 용도로의 활용이 시도되고 있다. 그러나 이들 HPFRCC의 역학적 성능은 사용되는 섬유의 종류 및 형상에 따라 다르며 마이크로 크랙 및 매크로 크랙에 효과적인 섬유의 치수는 다른 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 마이크로 및 매크로 섬유의 종류, 각 섬유의 혼합조건을 변화시켜 HPFRCC의 압축 및 휨성상을 실험실증적으로 비교 검토함으로서 HPFRCC의 재료설계에 기초자료를 제시하고자 하였다. 그 결과, HPFRCC의 압축 및 휨성상은 사용된 마이크로 섬유의 종류에 따라 큰 차이를 보이고 있으며 PP섬유에 비하여 PVA섬유를 사용한 경우가 우수한 성능을 발현하였다. 또한, 각각의 마이크로 섬유에 매크로 섬유로서 PVA660을 혼합 사용한 경우 PVA200을 제외하고는 초기근열시 휨응력, 최대 휨응력, 변형능력 및 휨터 프니스 등의 휨성능이 향상되었다. 특히 PVA100과 PVA660을 혼합 사용한 경우 가장 우수한 성능을 발현하였으며, 휨시험시 전형적인 변위경화특성 및 멀티플크랙 특성을 나타내었다. 반면, 매크로 섬유로서 SF500을 혼합 사용한 경우의 휨응력-중앙변위 곡선은 기존의 FRCC와 유사한 경향을 보이고 있으며, 휨터프니스는 마이크로 섬유만 단독 사용한 경우에 비해 전반적으로 저하하는 것으로 나타났다.