In order to protect lives and prevent large-scale injuries in the event of a fire on a ship or an offshore plant, most classification societies are strengthening their fire resistance designs of relevant cargo holds and accommodation compartments to keep flames from being transferred from a fire point to other compartments. Particularly in critical compartments, where flames should not propagate for a certain period of time, such as the A60 class division, both the airtightness and fire-resistant design of a piece passing through a bulkhead are subject to the Safety of Life at Sea Convention (SOLAS) issued by the International Maritime Organization (IMO). In order to verify the suitability of a fire-resistant design for such a penetrating piece, the fire test procedure prescribed by the Maritime Safety Committee (MSC) must be carried out. However, a numerical simulation should first be conducted to minimize the time and cost of the fire resistance test. In this study, transient thermal analyses based on the finite element method were applied to investigate the heat transfer characteristics of a bulkhead penetration piece for the A60 class compartment. In order to determine a rational bulkhead penetration piece design, the transient heat transfer characteristics according to the variation of design parameters such as the diameter, length, and material were reviewed. The verification of the design specification based on a numerical analysis of the transient heat transfer performed in this study will be discussed in the following research paper for the actual fire protection test of the A60 class bulkhead penetration piece.
Due to climate change and aging of reservoirs, damage to embankment slopes is increasing. However, the safety diagnosis of the reservoir slope is mainly conducted by visual observation, and the time and economic cost are formidable to apply soil mechanical tests and slope stability analysis. Accordingly, this study presented a predicting method for the compaction and strength characteristics of the reservoir embankment soil using a portable static cone penetration test. The predicted items consisted of dry density, cohesion, and internal friction angle, which are the main factors of slope stability analysis. Portable static cone penetration tests were performed at 19 reservoir sites, and prediction equations were constructed from the correlation between penetration resistance data and test results of soil samples. The predicted dry density and strength parameters showed a correlation with test results between R2 0.40 and 0.93, and it was found to replace the test results well when used as input data for slope stability analysis (R2 0.8134 or more, RMSE 0.0320 or less). In addition, the prediction equations for the minimum safety factor of the slope were presented using the penetration resistance and gradient. As a result of comparing the predicted safety factor with the analysis results, R2 0.5125, RMSE 0.0382 in coarse-grained soil, R2 0.4182 and RMSE 0.0628 in fine-grained soil. The results of this study can be used as a way to improve the existing slope safety diagnosis method, and are expected to be used to predict the characteristics of various soils and inspect slopes.
모래를 사용해서 매립하는 경우 일반적으로 한 가지 이상의 포설방법으로 매립이 수행된다. 따라서 모래매립지반은 그 특성이 층별로 다양하게 형성되며, 이러한 지반특성을 파악하기 위해서 일반적으로 콘관입시험이 널리 이용되고 있다. 콘저항값은 임의의 깊이에서 현장의 응력수준, 즉 상재하중의 크기에 따라 영향을 많이 받기 때문에 콘저항값을 현장의 응력수준으로 정규화할 필요가 있다. 그러므로 현장응력수준으로 정규화된 콘저항값을 이용하여 신뢰할 수 있는 지반정수와의 상관관계식을 도출하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 응력에 대해 최적으로 정규화된 콘저항값을 이용하여 더욱 합리적인 지반정수를 도출하고자, 싱가폴 창이 동부 매립현장에 위치한 l0m 높이의 여성토를 약 2 m씩 단계적으로 제거하며, 각 단계마다 콘관입시험을 실시하였다. 여기서 측정된 콘저항값을 다양한 방법으로 응력정규화하여 그 값들을 비교함으로써 최적의 정규화 방법을 제안하였다.
본 연구는 석회석미분말을 4단계(0, 10, 20 및 30%)로 대체한 모르타르 및 콘크리트의 내해수성을 평가하기 위하여 수행되었다. 내해수성 평가를 위하여 모르타르의 해수침식 저항성 및 콘크리트의 염소이온 침투저항성 실험을 각각 실시하였다. 실험결과에 의하면, 시멘트 경화체의 내해수성은 석회석미분말의 대체율에 의존적으로 나타났다. 다시 말해서, 석회석미분말을 10% 대체한 모르타르 및 콘크리트는 대체적으로 OPC와 유사한 내해수성을 나타낸 반면, 석회석미분말의 대체율이 큰 모르타르 및 콘크리트의 내해수성은 OPC와 비교하여 현저하게 떨어지는 것으로 조사되었다.
겨울철 도로의 결빙을 방지하기 위하여 염화물계 제설제가 많이 사용되고 있으며, 매년 사용량이 증가하고 있다. 이러한 제설제의 사용은 구조물의 부착강도 저하, 표면스케일링, 환경오염을 발생시킨다. 본 연구에서는 17년간 사용해 온 콘크리트 도로 시설물의 피해상황에 대하여 현장조사를 실시하였으며, 기존 제설제와 개발된 친환경 제설제의 부식 저항성에 대한 비교 실내실험을 수행하였다. 현장피해 조사결과에 따르면, 제한 염화물량의 침투 깊이는 평균 40 mm정도로 나타났고, 조사구간의 표면 염화물 농도는 $3.45kg/m^3$으로 조사되었으며, 이에 비해 탄산화 깊이는 매우 적었다. 한편, 친환경 제설제의 경우, 기존 염화물계 제설제에 비해 염화물 침투 깊이가 적었으며, 부식저항성도 높은 것으로 나타났다.
This study was made to find several significant relations among various physical and mechanical properties including cone penetration resistance. The alluvial clay samples were taken at the Daebul Reclaimed Tideland in Samhomyeon, Yeongamgun, Jeonranamdo. The results of the study are summarized as follows; 1.Most samples belong to medium or high plastic, inorganic, silty clay(clay contents;32-64%, silt contents; 36-68%, sand contents; 0-3%). The specific gravities range from 2.70 to 2.73, the unit weights from 1.45 to 1. 75g/cm$^3$, the natural moisture contents from 45 to 77%, the liquid limits from 32 to 56%. It is certain that the foundation is weak because the natural moisture contents are much higher than the liquid limits. 2.It is known from the shear tests that the unconfined compression strenghs vary from 0.09 to 0. 38kg/cm2, the cohesions from 0.05 to 0. 21kg/cm2, the internal friction angles from 0 to 3˚. 3.The consolidation tests show that the initial void ratios range from 1.25 to 2.28, the compression indeices from 0.43 to 0.84, the preconsolidation loads from 0.21 to 0.74kg/cm$^2$. 4.Cone penetration resistances are usually less than 5kg/cm$^2$ from ground surface to the depth of about 8m, and from S to l0kg/cm$^2$ in the layer below about 8m to hard layer. 5.The cohesion and cone penetration resistance are in proportion to the depth of soil layer. 6.The correlations between various physical and mechanical properties including cone penetration resistance for the alluvial clay samples are as follows; a) Wn=0.944C+ l2.733 (r=0.829) b) LL=0. 728Cy+6. 991 (r=0. 873) c) PI=0.659Cy-8.168 (r=0.860) d) rt=0. 0077(272-Wn) =2.092-0. 0077Wn (r=0. 859) e) 60=0. 035wn-0 447 (r=0. 893) f) C=0.380qw+0.031 (r=0.816) g) qu=0.0707qc+0.029 (r=0.810) h) C=0.018Z+0.055 (r=O.802) I) qc=0. 415Z+1, 438 (r=0. 943)
본 연구는 현재 작업자의 경험과 감각에만 의존하고있는 표면 마감작업시간 판정을 Durometer 측정치와 Proctor 관입저항 시험치를 비교하여 응결시간 판정에 듀로미터를 활용함으로써 실무 구조체의 과학적이고 정량적인 표면 마감시간의 추정 가능성을 분석하고자 하였다. 연구 결과로 Durometer 측정치와 Proctor 관입저항 시험치는 상관성이 높다고 판단되어 콘크리트의 경우 초결 측정시에는 Durometer C type으로 42HD전후 일 때 표면 마감작업 개시가능 시간결정에, 종결 측정시에는 Durometer D type으로 10HD 전후일때 표면마감 한계시간, 양생개시 시간 등에 유용하게 사용할 수 있을 것으로 사료되었다.
본 연구에서는 국내 서남해 해상지역 시범사업의 부유식 콘크리트 해상구조물 계류를 위한 기초시스템으로서 석션파일을 적용하기 위한 예비설계를 수행하였다. 설계에 앞서 시범사업 대상지역인 서남해안에 대한 지반 및 수리 조건, 재현주기 100년의 환경외력 등 현장 조건을 면밀히 검토하였다. 석션파일은 설계하중에 대한 수평방향 지지력을 만족해야하고, 뿐만 아니라 지반종류 및 강도정수, 유효응력, 침투압 등의 조건에 따른 관입성 검토가 수행되어야 한다. 본 설계에서는 석션파일 직경에 따라 설계외력에 대해 수평방향 안정성을 확보할 수 있는 목표 침설깊이를 설정하고, 침설단계별로 상한석션압 이내에서 관입력과 관입저항력 비교를 통해 설계석션압을 산정하였다. 검토결과 직경 3.0~5.0m 석션파일의 경우 목표 깊이까지 침설이 불가능하였고, 직경 6.0m와 7.0m 석션파일은 각각 침설깊이 8.5m와 8.0m에서 수평방향 안정성 및 설계석션압에 의한 침설을 모두 만족함을 확인하였다.
본 연구에서는 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성에 미치는 포졸란재의 사용 효과를 평가하고자 물-결합재비와 혼화재의 종류 및 치환율, 양생기간을 변수로 제작된 각 콘크리트에 대해 세공용적, 염화물이온 투과성, 10% 염화나트륨용액 침지실험을 실시하여 보통콘크리트와 비교ㆍ분석하였으며 염화물이온 투과성과 세공구조 및 염화물이온 침투깊이의 상호관계를 검토하였다. 연구결과, 포졸란재의 사용은 콘크리트 내 세공들의 전체용적의 감소보다 모세관공극(50nm이상) 용적의 큰 감소에 더욱 효과적이었으며 이러한 효과로부터 포졸란 함유 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성은 동일 배합의 보통콘크리트보다 매우 우수하게 나타났다. 콘크리트의 염화물이온 투과성은 콘크리트의 전세공용적에 관련하고 있지만 상관계수가 낮았으며 오히려 침투 및 확산이 용이한 모세관공극의 용적비(세공경 분포)에 더욱 관련하고 있었으며 침지실험에 의한 염화물이온 침투 깊이와 높은 상관관계를 나타내어 콘크리트의 염화물이온 침투 저항성 평가에 기초자료로서 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
To improve the chloride ingress resistance of concrete, slag is widely used as a mineral admixture in concrete industry. And currently, most of experimental investigations about non steady state diffusion tests of chloride penetration are started after four weeks standard curing of concrete. For slag blended concrete, during submerged chloride penetration tests periods, binder reaction proceeds continuously, and chloride diffusivity decreases. However, so far the dependence of chloride ingress on curing ages are not detailed considered. To address this disadvantage, this paper shows a numerical procedure to analyze simultaneously binder hydration reactions and chloride ion penetration process. First, using a slag blended cement hydration model, degree of reactions of binders, combined water, and capillary porosity of hardening blended concrete are determined. Second, the dependences of chloride diffusivity on capillary porosity of slag blended concrete are clarified. Third, by considering time dependent chloride diffusivity and surface chloride content, chloride penetration profiles in hardening concrete are calculated. The proposed prediction model is verified through chloride immersion penetration test results of concrete with different water to binder ratios and slag contents.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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