• 제목/요약/키워드: loosening zone

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입상체 흙입자로 구성된 지반 속에 발생하는 지반아칭과 이완영역에 관한 모형실험 (A Model Test on Soil Arching and Loosening Zone Developed in Grounds Composed of Granular Soil Particles)

  • 홍원표;김현명
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권8호
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    • pp.13-24
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    • 2014
  • 지반아칭을 규명하기 위해 일련의 트랩도어 모형실험을 실시하였다. 이 모형실험에서 지반아칭현상은 모형토조바닥에 작용하는 연직토압의 변화를 관찰함으로서 확인할 수 있었다. 트랩도어 재하판의 하강으로 지반변형을 발생시킴으로서 트랩도어 상부지반에 이완영역이 발생하였다. 이때 이완영역내의 응력은 지반아칭현상에 의해 트랩도어 주변의 정지영역으로 전이됨을 알 수 있었다. 즉 연직토압은 이완영역 내에서는 급격히 감소하였고 정지영역에서는 크게 증가하였다. 이완영역 내 연직토압의 최대감소율과 정지영역에서의 연직토압의 최대증가율은 지반밀도에는 영향을 받지 않았으나 트랩도어 재하폭의 크기에는 영향을 크게 받았다. 이완영역은 타원형상으로 정의할 수 있었으며 이타원의 장축은 트랩도어 중앙에서의 이완영역높이의 두 배 크기에 해당하였고 단축은 트랩도어 폭 크기에 해당하였다. 여기서 트랩도어 중앙에서의 이완영역높이는 트랩도어 폭의 1.5배 크기로 나타났다.

불연속면을 포함한 사질토 지반에서 터널 굴착에 따른 하중전이 (Load transfer mechanism due to tunnel excavation in the jointed sandy ground)

  • 이상덕;김양운
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.217-226
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    • 2003
  • 본 연구에서는 활동성 불연속면을 포함하고 있는 모래지반에 터널을 굴착할 때에 터널 주변의 원지반에 발생되는 아칭을 규명하기 위하여 터널 상부의 토피고와 불연속면의 위치 및 각도를 변화시켜가며 모형실험을 수행하였다. 모형실험기의 중앙에 수직으로 이동이 가능한 가동판을 설치하고 모래지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 터널 굴착을 모형화 하였고, 토조의 바닥판에 로드셀을 부착하여, 아칭에 의한 하중전이를 측정하였다. 굴착에 의한 지표면의 침하거동은 변위측정센서를 지표면에 설치하여 측정하였으며, 실험 중에 연속사진촬영을 실시하고 지반조성시 일정한 간격으로 설치한 측점의 움직임을 관측하여 굴착에 의한 지반이완형태를 측정하였다. 본 연구 결과 터널굴착시 불연속면의 각도와 위치, 그리고 터널 상부의 토피고에 따라서 하중전이 형태와 이완영역이 변화하는 것을 확인하였으며 지반의 이완영역이 터널과 인접해 있는 불연속면을 따라 주변지반으로 점차 확대되어 가는 것을 알 수 있었다.

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불연속면이 존재하는 지반에서 터널굴착에 의한 하중전이 (Load-transfer mechanism in the ground with discontinuity planes during tunnel excavation)

  • 이상덕;변광욱;유건선
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.71-78
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    • 2002
  • 본 연구에서는 지반내에 뚜렷한 불연속면의 존재로 인한 하중의 비대칭 전이특성과 이완영역의 형상을 실내실험에 기초하여 고찰하였다. 가동판(trap-door)과 바닥판(reaction plates)을 토조바닥에 설치하고, 건조한 모래지반에 연직의 불연속면을 설치하여 불연속성 지반을 형성하였다. 다양한 토피고와 불연속면의 위치를 실험변수로 적용하였다. 연구결과, 토층비(=토피고/가동판의 폭)가 1.5 이상이 되면, 토압비(전이응력/초기지반응력)는 일정한 값에 수렴되는 것으로 나타났다. 불연속면이 터널 폭 내에 위치하면 불연속면의 영향이 상대적으로 커져서 비대칭성 하중집중이 두드러지게 나타났으며, 터널폭 외부에 존재하면 비대칭성 하중집중이 상당히 감소하는 것으로 타나났다.

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터널형상의 Trapdoor 모형실험을 통한 지반 거동에 관한 연구 (Ground Behavior around Tunnel Using Tunnel-shaped Trapdoor Model Test)

  • 한영철;김상환;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.65-80
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    • 2014
  • 본 연구에서는 실제 터널 단면의 형상을 갖는 Trapdoor시험과 수치 해석을 수행하여 주변지반의 거동, 이완하중의 분포 및 점진적인 파괴 현상에 대하여 분석하였다. 지반하중은 Trapdoor의 하강에 따라 급격히 감소 후에 다시 크게 증가하여 일정한 이완하중에 도달하여 아칭효과를 확인 할 수 있었으며, 느슨 모래의 경우가 조밀 모래 보다 상대적으로 큰 값을 나타내었다. 전단대의 형성은 터널 어깨부에서 발생하여 터널 측벽에서 $63^{\circ}$(느슨) 및 $69^{\circ}$(조밀) 방향으로 시작하여 완만한 곡선을 이루며 지표를 향하여 진행하는 형상을 나타내었다. 터널 상부에서의 전단대의 폭원은 1.83b~1.92b(b는 터널폭)로서 기존 제안식으로 구한 값과 유사한 범위를 보였으나, 전단대의 높이는 대심도의 경우 터널고의 1.5~2.0배 정도로서 기존의 제안 값(약 3.0배) 보다 상대적으로 낮은 것으로 나타났다.

Fracture behavior modeling of a 3D crack emanated from bony inclusion in the cement PMMA of total hip replacement

  • Mohamed, Cherfi;Abderahmane, Sahli;Benbarek, Smail
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제66권1호
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    • pp.37-43
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    • 2018
  • In orthopedic surgery and in particular in total hip arthroplasty, the implant fixation is carried out using a surgical cement called polymethylmethacrylat (PMMA). This cement has to insure a good adhesion between implant and bone and a good load distribution to the bone. By its fragile nature, the cement can easily break when it is subjected to a high stress gradient by presenting a craze zone in the vicinity of inclusion. The focus of this study is to analyze the effect of inclusion in some zone of cement in which the loading condition can lead to the crack opening leading to their propagation and consequently the aseptic loosening of the THR. In this study, the fracture behavior of the bone cement including a strange body (bone remain) from which the onset of a crack is supposed. The effect of loading condition, the geometry, the presence of both crack and inclusion on the stress distribution and the fracture behavior of the cement. Results show that the highest stresses are located around the sharp tip of bony inclusion. Most critical cracks are located in the middle of the cement mantle when they are subjected to one leg standing state loading during walking.

Initiation and propagation of a crack in the orthopedic cement of a THR using XFEM

  • Gasmi, Bachir;Abderrahmene, Sahli;Smail, Benbarek;Benaoumeur, Aour
    • Advances in Computational Design
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    • 제4권3호
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    • pp.295-305
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    • 2019
  • The sealing cement of total hip arthroplasty is the most widely used binder in orthopedic surgery for anchoring implants to their recipient bones. Nevertheless, this latter remains a fragile material with weak mechanical properties. Inside this material cracks initiate from cavities. These cracks propagate under the effect of fatigue and lead to the failure of this binder and consequently the loosening of the prosthesis. In this context, this work consists to predict the position of cracks initiation and their propagations path using the Extended Finite Element Method (XFEM). The results show that cracks can only be initiated from a sharp edges of an ellipsoidal cavity which the ratio of the minor axis over the major axis is equal to 0.1. A maximum crack length of 19 ?m found for a cavity situated in the proximal zone position under a static loading. All cracks propagate in same(almost) way regardless of the cavity(site of initiation) position and its inclination in the proximal zone.

연약지반 깊은 굴착에서 지보재 및 지반 파괴 사례 연구 (Case Study of Ground and Supporting System Failure in Soft Ground Deep Excavation)

  • 김성욱;한병원
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.537-544
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    • 2005
  • We find out many soft ground deep excavation cases where results of careless overexcavation accelerate the advance of loosening zone of adjacent ground, bucklings of struts and bottom heaves happen due to delayed supporting time. This article introduces a soft ground deep excavation case where steel pipe sheet piles were used with struts as an earth retaining system. There were 2 times of buckling in the supporting system and heaving of bottom ground due to overexcavation and insufficient penetration depth of the steel pipe sheet piles. The effort of this article aims to improve and develop the technique of design and construction in the coming projects having similar ground condition and supporting method.

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광섬유 센서를 이용한 터널 지중 및 내공변위 자동계측 프로그램 개발 (Development of Underground Displacement and Convergence Auto-Measuring Program for the Tunnel Using the Fiber Optic Sensor)

  • 최명호;윤지선;권오덕;권오준
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.1361-1368
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    • 2005
  • In this paper, the theoretical method of measuring the tunnel convergence and underground displacement, the objective indices of assessing safety for tunnel construction, using the fiber optic sensor is studied by developing the program to automatically measure them. The model test of Con'c beam is conducted to evaluate reliability of the fiber optic sensor. Furthermore, using the RS232 communication protocol as well as Visual C# and Visual C++, the programming tools, the program was developed to detect automatically the measured value of the fiber optic sensor, calculate the tunnel convergence and underground displacement, predict the deformed shape of the tunnel, and evaluate loosening zone due to the tunnel excavation.

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사질토지반에서 2 Arch 터널의 거동 (Behavior of 2 Arch Tunnel in Sand)

  • 이상덕;전은숙
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.171-182
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    • 2004
  • 사질토지반에서 2 Arch 터널을 굴착할 때에 중앙터널의 굴착규모와 인버트 폐합에 따른 중앙필러 및 터널 주변지반의 거동특성을 규명하기 위하여 모형실험을 수행하였다. 3개로 분리되어 수직이동이 가능한 가동판 위에 중앙필러와 모형라이닝을 설치하고 모형지반 조성 후에 가동판을 강하시켜서 중앙터널굴착을 표현하였고, 중앙터널굴착 후에 좌 우측 터널을 굴착하였으며 굴착이 완료된 2 Arch 터널 전체에 대한 가동판을 움직여서 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완 형태는 물론 중앙필러에 작용하는 하중의 변화를 관찰하였다. 실험중에 가동판, 중앙필러 및 바닥판에 작용하는 이완하중 및 전이하중을 측정하였고, 모형터널의 내부와 지중 및 지표에 변위계를 설치하여 모형터널의 내공변위 및 지반의 변위를 측정하였다. 본 연구결과 시공순서와 라이닝의 기초부 구속조건에 따라 중앙필러가 부담하게 되는 하중의 변화를 확인하였고 2 Arch 터널굴착에 따른 하중전이 및 지반이완형태를 확인하였다.

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요추분절의 불안정성에 대한 임상적 소개와 안정성 운동관리 (Clinical presentation and specific stabilizing exercise management in Lumbar segmental instability)

  • 정연우;배성수
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제15권1호
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    • pp.155-170
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    • 2003
  • Lumbar segmental instability is considered to represent a significant sub-group within the chronic low back pain population. This condition has a unique clinical presentation that displays its symptoms and movement dysfunction within the neutral zone of the motion segment. The loosening of the motion segment secondary to injury and associated dysfunction of the local muscle system renders it biomechanically vulnerable in the neutral zone. There in evidence of muscle dysfunction related to the control of the movement system. There is a clear link between reduced proprioceptive input, altered slow motor unit recruitment and the development of chronic pain states. Dysfunction in the global and local muscle systems in presented to support the development of a system of classification of muscle function and development of dysfunction related to musculoskeletal pain. The global muscles control range of movement and alignment, and evidence of dysfunction is presented in terms of imbalance in recruitment and length between the global stability muscles and the global mobility muscles. The local stability muscles demonstrate evidence of failure of aeequate segmental control in terms of allowing excessive uncontrolled translation or specific loss of cross-sectional area at the site of pathology Motor recruitment deficits present as altered timing and patterns of recruitment. The evidence of local and global dysfunction allows the development of an integrated model of movement dysfunction. The clinical diagnosis of this chronic low back pain condition is based on the report of pain and the observation of movement dysfunction within the neutral zone and the associated finding of excessive intervertebral motion at the symptomatic level. Four different clinical patterns are described based on the directional nature of the injury and the manifestation of the patient's symptoms and motor dysfunction. A specific stabilizing exercise intervention based on a motor learning model in proposed and evidence for the efficacy of the approach provided.

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