• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.1-8
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• 2018

This paper presents an investigation of the liquefaction characteristics and particle crushing of isotropically consolidated silica sand specimens at a wide range of confining pressures varying from 0.1 MPa to 5 MPa during undrained cyclic shearing. Different failure patterns of silica sand specimens subjected to undrained cyclic loading were seen at low and high pressures. The sudden change points with regard to the increasing double amplitude of axial strain with cycle number were identified, regardless of confining pressure. A higher cyclic stress ratio caused the specimen to liquefy at a relatively smaller cycle number, conversely producing a larger relative breakage $B_r$. The rise in confining pressure also resulted in the increasing relative breakage. At a specific cyclic stress ratio, the relative breakage and plastic work increased with the rise in the cyclic loading. Less particle crushing and plastic work consumption was observed for tests terminated after one cyclic loading. Majority of the particle crushing was produced and majority of the plastic work was consumed after the specimen passed through the phase transformation point and until reaching the failure state. The large amount of particle crushing resulted from the high-level strain induced by particle transformation and rotation.

• Computers and Concrete
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• 제25권2호
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• pp.145-154
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• 2020

For the influence of the propagation law of stress wave at the coal-rock interface during the pre-blasting of the top coal in top coal mining, the ANSYS-LS/DYNA fluid-solid coupling algorithm was used to numerical calculation and the life-death element method was used to simulate the propagation of explosion cracks. The equation of the crushing zone and the fracturing zone were derived. The results were calculated and showed that the crushing radius is 14.6 cm and the fracturing radius is 35.8 cm. With the increase of the angles between the borehole and the coal-rock interface, the vibration velocity of the coal particles and the rock particles at the interface decreases gradually, and the transmission coefficient of the stress wave from the coal mass into the rock mass decreases gradually. When the angle between the borehole and the coal-rock interface is 0°, the overall crushing degree is about 11% and up to the largest. With the increase of the distance from the charge to the coal-rock interface, the stress wave transmission coefficient and the crushing degree of the coal-rock are gradually decreased. At the distance of 50 cm, the crushing degree of the coal-rock reached the maximum of approximately 12.3%.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.47-57
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• 2010

기초 지반이나 댐, 사면 등을 건설할 경우, 성토재로 입자 크기가 큰 조립 재료를 많이 사용하고 있다. 따라서 이러한 조립재료의 전단 거동은 구조물의 안정성에 영향을 미치게 된다. 예를 들어, 구조물과 입자의 접촉면 혹은 입자들간의 접촉면에서 발생하는 입자 파쇄는 전체 지반의 특성을 변화시키고 따라서 구조물의 안정성에 문제를 유발할 수 있다. 본 연구에서는 입자의 파쇄 유무에 따른 전단 거동의 특성을 파악하기 위해 개별요소법(DEM, Distinct Element Model)을 기반으로 하는 수치해석 프로그램 PFC2D를 이용하여 직접전단실험을 재현하였다. 입자의 모델을 파쇄 모델과 비 파쇄 모델로 구분하여 총 4개의 모델을 모사하고 그 결과를 분석하였다. 비 파쇄 모델에는 one ball 모델과 clump 모델이, 파쇄 모델에는 cluster 모델과 Lobo-crushing 모델을 적용하였다. 입자의 구성은 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)가 제안한 8개 입자의 조합으로 구성하였다. 해석 결과, 내부마찰각 순서는 clump 모델 > cluster 모델 > one ball 모델 순이며, 전체를 비교해 봤을 때 원형입자모델보다 입자 결합모델이, 파쇄 모델보다 비 파쇄 모델의 내부마찰각이 크게 나타났다. 또한 기존에 제시된 Lobo-Guerrero and Vallejo(2005)의 모델은 입자 파쇄 거동을 모사하기에는 부적합하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권11호
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• pp.61-72
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• 2013

Sabkha층 탄산질 모래의 입자파쇄발생시 이차압축특성을 파악하기 위하여 압밀시험을 수행하여 입자파쇄응력을 파악하였다. 입자파쇄 항복응력에서 순간적으로 발생한 입자파쇄 압축침하를 해석하기 위하여 이차압축률 대신 이차 파쇄압축률 $C_{{\alpha}{\epsilon}}{^*}$를 도입하였다. 입자파쇄 발생시의 간극비 $e_p{^*}$와 침하량 $H_p{^*}$가 이차압축거동의 기준점으로 사용되었다. 일차압축지수와 이차파쇄압축률을 비교한 결과 현장 Sabkha층의 경우 $C_{{\alpha}{\epsilon}}{^*}/C_c$ 값이 0.0105~0.0187로 나타났으며 일반적인 석영질 사질토에 비해 입자파쇄 발생으로 인한 이차압축거동이 매우 크게 나타났다. 동일한 재하응력에서는 Sabkha층의 심도가 깊을수록 입자파쇄침하량과 이차파쇄압축률이 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권9호
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• pp.57-65
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• 2013

탄산질 모래는 낮은 구속압에서도 입자파쇄가 발생하며 이로 인해 높은 압축성을 나타내기 때문에 입자파쇄가 강도 및 변형특성에 중요한 영향을 미친다. 본 논문은 탄산질 모래로 구성된 Sabkha층에 Tank 설치를 위하여 시험성토 및 Hydrotest를 수행한 후 지반의 침하거동을 비교 분석한 것이다. 현장 Sabkha층 시료는 압밀시험결과 80~170kPa에서 입자파쇄가 발생하였고, 화학조성을 분석한 결과 석영질 모래에서 검출되지 않은 칼슘성분이 다량 검출되어 입자파쇄가 잘 일어날 수 있음을 알 수 있었다. 입자파쇄가 발생하지 않은 시험성토에서는 성토완료 이틀만에 간극수의 소산과 침하가 완료되었으나 입자파쇄응력보다 큰 200kPa의 하중이 재하된 Hydrotest에서는 충수 후 장기침하거동이 발생하여 시험성토의 침하거동과는 상이한 결과를 나타내었다. 따라서 현장 Sabkha층에 입자파쇄하중 이상의 하중이 재하될 경우 입자파쇄로 인한 즉시침하와 파쇄된 입자의 재배열로 인한 이차압축침하가 발생됨을 알 수 있었다.

• 지질공학
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• 제24권1호
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• pp.23-38
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• 2014

아랍에미리트연합(UAE)의 Ruwais지역 Sabkha층 탄산질 모래는 석영질 모래와는 구성성분이 다르며 낮은 외부하중에서 쉽게 입자파쇄가 발생한다. 이러한 지반은 상부하중으로 인한 입자파쇄를 유발하여 추가 침하가 발생하며 전단강도가 감소하게 된다. 이러한 문제에 대한 구체적인 연구를 위하여 표준압밀시험과 삼축압축시험을 수행하여 탄산질 입자의 파쇄에 대한 다양한 공학적 특성을 분석하고자 하였다. 그 결과 탄산질 모래는 선행입자파쇄 정도에 따라서 파괴시 전단 응력의 크기가 다르게 나타났다. 즉, 응력경로를 나타내는 p-q 다이어그램에서 p' > p인 경우가 발생하였으며, 이때 내부 공극이 외부로 노출되어 음(-)의 간극 수압이 발생되었다. 또한, 입자파쇄로 인하여 증가하던 q값이 감소하였다. 삼축압축시험결과 탄산질 모래의 선행입자파쇄 정도에 따라서 압축시 발생되는 간극수압의 형태가 다르게 나타나 Sabkha층 탄산질 모래의 입자파쇄시 나타나는 다양한 거동특성을 알 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.121-129
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트용 순환골재 고품질화 생산 방안으로 순환골재 파쇄횟수, 파 분쇄기와 박리 및 마쇄기 접목에 따른 순환골재의 품질을 검토하였다. 먼저 순환골재의 파쇄횟수 및 맨틀과 콘케이브 이격거리에 따라서 이격거리가 좁을수록, 파쇄횟수가 증가할수록 밀도, 흡수율 및 실적률의 품질이 향상되는 것으로 나타났다. 한편, 타격판 종류와 해머 개수에 따라서는 와이어매쉬를 타격판으로하고, 해머 개수가 증가할수록 밀도, 흡수율 및 실적률의 품질이 향상되는 것으로 나타나 해머크러셔와 콘크러셔의 적절한 조합을 통한 콘크리트용 순환골재의 품질향상이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2002년도 제35회 춘계학술대회
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• pp.169-176
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• 2002

Axial crushing behavior of cylindrical shell Is utilized in the braking of the high-velocity impacting object. In this paper, truncated cone shape brake device is introduced. That is, thickness of the shell is increased gradually from the impacting end to the other end. A detailed experimental investigation on the quasi-static axial crushing behavior of truncated cone type brake devices has been performed. Specimens of various shape were tested to check the influence of design parameters such as length, radius, mean thickness, and conical angle of cylinder. Influence of the material properties were also investigated by adopting aluminum, low carbon steel, and stainless steel as constructing materials. By analyzing deformation procedures of the specimens, it is seen that conical angle influence the deformation mode and the sequence of the wrinkles generation. Braking distance and mean braking force of each specimen were predicted based on the crushing load measured from the tests.

• Ocean and Polar Research
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• 제36권4호
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• pp.455-463
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• 2014

This paper presents data from performance tests carried out to assess a manganese nodule crusher. Manganese nodules should be crushed into smaller pieces in order to assure the slurry flow of the lifting system. Both artificial nodules and real manganese nodules are used to evaluate nodule breaking ability of the crusher. The crushing performance of the crusher depends on the flow rate and pressure of the power transmission device. The size of the crushed manganese nodules also depends on the shape of the crushing drum. In this paper, several comparative tests are carried out to evaluate and improve the crushing performance and find the optimal design point of the crusher.

• Steel and Composite Structures
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• 제21권3호
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• pp.605-628
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• 2016

The energy absorption characteristics of diamond core sandwich cylindrical columns under axial crushing process depend greatly on the amount of material which participates in the plastic deformation. Both the single-objective and multi-objective optimizations are performed for columns under axial crushing load with core thickness and helix pitch of the honeycomb core as design variables. Models are optimized by multi-objective particle swarm optimization (MOPSO) algorithm to achieve maximum specific energy absorption (SEA) capacity and minimum peak crushing force (PCF). Results show that optimization improves the energy absorption characteristics with constrained and unconstrained peak crashing load. Also, it is concluded that the aluminum tube has a better energy absorption capability rather than steel tube at a certain peak crushing force. The results justify that the interaction effects between the honeycomb and column walls greatly improve the energy absorption efficiency. A ranking technique for order preference (TOPSIS) is then used to sort the non-dominated solutions by the preference of decision makers. That is, a multi-criteria decision which consists of MOPSO and TOPSIS is presented to find out a compromise solution for decision makers. Furthermore, local and global sensitivity analyses are performed to assess the effect of design variable values on the SEA and PCF functions in design domain. Based on the sensitivity analysis results, it is concluded that for both models, the helix pitch of the honeycomb core has greater effect on the sensitivity of SEA, while, the core thickness has greater effect on the sensitivity of PCF.