• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.2049-2056
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• 2011

The reinforced-roadbed materials composed of crushed stones are used for preventing vertical deformation and reducing impact load caused by highspeed train. Repeated load application can induce deformation in the reinforced-roadbed layer so that it causes irregularity of track. Thus it is important to understand characteristics of permanent deformation in the reinforced-subbase materials. The characteristics of permanent deformation can be simulated by prediction model that can be obtained by performing repetitive triaxial test. The prediction model of permanent deformation is a key-role in construction of design method of track. The prediction model of permanent deformation is represented in usual as the hyperbolic function with increase of number of load repetition. The prediction model is sensitive to many factors including stress level etc. so that it is important to define parameters of the model as clearly as possible. Various data obtained from repetitive triaxial test and resonant column test using the reinforced-roadbed of crushed stone are utilized to develop a new prediction model based on concept of shear-stress ratio and elastic modulus. The new prediction model of permanent deformation can be adapted for developing design method of track in the future.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.1-8
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• 2005

아스팔트 포장에서 소성변형은 교통하중에 의해 발생하는 가장 심각한 파손중의 하나이다. 현재 개발중인 한국형 포장 설계법은 역학적-경험적 설계법으로 다양한 포장 파손 예측모델을 필요로 한다. 이 연구는 포장설계시 아스팔트층에서 발생하는 소성 변형량을 예측할 수 있는 모델을 개발하여 포장의 공용성을 규명하고자 하였다. 본 논문은 아스팔트 혼합물의 소성변형에 영향을 미치는 인자를 규명하고, 소성변형 예측 모델을 개발하고자 한다. 이를 위하여 3단계 온도, 공극률을 조합한 19mm 밀입도 혼합물에 대하여 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 그 결과 혼합물의 온도와 공극률이 소성변형 예측 모델 계수에 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 이에 근거하여 19mm밀입도 아스팔트 혼합물에 대한 소성변형 예측식을 다중 회귀분석을 통하여 개발하였으며, 개발된 모델을 검증하였다.

• 한국도로학회:학술대회논문집
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• 한국도로학회 2010년 추계학술대회 논문집
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• pp.99-107
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• 2010

A permanent deformation model was developed in this study based on the shear properties of asphalt mixtures such as cohesion and friction angle. Triaxial compressive strength (TCS) and repeated load permanent deformation (RLPD) tests on the three types of asphalt mixtures are performed at various loading and temperature conditions to correlate shear properties of asphalt mixtures to rutting performance. It is observed from the tests results that the ratio of shear stress to strength accurately identifies the mixture rutting performance. It could take care of not only mixture types but also load and temperature conditions dependences. Three different versions of the permanent deformation model based on different input levels are proposed and verified using the tests data. The proposed model based on the ratio of shear stress to strength can successfully predict the permanent deformation of various asphalt mixtures all the way up to the 10% of permanent strain including all three stages of permanent deformation in a wide range of loading and temperature conditions without changing model coefficients.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.57-64
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• 2009

본 연구의 목적은 국내 대표 아스팔트 혼합물의 소성변형특성을 평가하고, 이를 이용하여 소성변형을 예측할 수 있는 파손모형을 다중회귀분석을 이용하여 개발하는 것이다. 2가지 아스팔트 바인더와 5종의 골재입도를 이용하였고, 2개의 다른 공극률(6%, 10%)로 시편을 제작하였다. 시험은 30, 45, 60 온도에서 3가지 구속하중을 이용하여 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 이를 이용하여 소성변형에 영향을 미치는 인자를 규명하고 소성변형 예측모델을 개발하고자 한다. 소성변형 시험의 결과를 이용한 소성변형 예측 모델을 다중회귀분석을 이용하여 제안하였으며 모델의 신뢰도를 분석하였다. 회귀분석을 이용한 소성변형 모델은 AASHTO 2002 설계법에서 제시한 예측식을 기본으로 소성변형에 영향을 미치는 인자인 온도, 하중재하횟수, 공극률을 주요 변수로 하였다. 이를 SPSS 통계프로그램을 이용하여 제시하였으며 실제 시험값과 모델의 예측값으로 신뢰도를 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.123-132
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• 2014

본 연구에서는 아스팔트 궤도구조개발을 목적으로, 노반용으로 배합설계된 19mm 밀입도 아스팔트 혼합물 시편을 제작한 다음 영구변형시험을 통해 영구변형 발생특성을 분석하였다. 영구변형시험결과와 AASHTO 2002 및 한국형 포장설계법(KPRP)에서 제시한 영구변형 예측식과 비교, 분석하였다. 현재까지 노반용 혼합물을 위한 영구변형 예측식이 개발된 바 없으므로 AASHTO 제안식을 이용하여 직결 및 유도상 아스팔트 궤도의 부설 시 발생 가능한 영구변형량을 추정하였다. 이를 위해 유한요소해석을 실시, 궤도 깊이 별 발생응력을 산출한 후 공용중 발생 가능한 영구변형량을 계산할 수 있었다. 예측된 소성침하량은 극미하여, 공용중 침하에 대한 내구성 확보가 가능한 것으로 판단되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.623-630
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• 2012

궤도하부층의 지지강성을 확보하기 위하여 설치하는 강화노반은 통상 일정 입도분포의 쇄석재료로 구성된다. 이러한 강화노반은 통과톤수의 누증 즉, 과도한 열차하중이 반복적으로 가해질 경우 영구변형이 발생할 수 있으며 이러한 영구변형은 궤도틀림의 한 원인이 될 수 있다. 또한 강화노반 재료의 적정두께를 확정하기 위해서는 이러한 영구변형 특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 국내 강화노반 재료로 사용될 가능성이 높은 M-40 쇄석재료를 선정하여 대형반복삼축시험을 실시하여 재료의 회복탄성 특성과 영구변형 특성을 분석하였다. 시험으로부터 임의 전단응력비 및 반복재하횟수에 따른 회복탄성계수 특성과 영구변형 발생특성을 분석하였으며 M-40 쇄석강화노반 재료의 영구변형에 영향을 미치는 인자(반복재하횟수, 구속압, 전단응력비, 탄성계수 등)를 함께 고려할 수 있는 영구변형 예측모델을 제시하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.41-50
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• 2011

일반적으로 도로 포장체의 파손은 다양한 요소에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 그 중 가장 주된 포장체 파손형태로서 영구변형(permanent deformation)과 피로균열(fatigue crack)을 들 수 있으며 이들은 포장체의 공용수명을 단축시키는 주요원인이 된다. 도로 포장체의 영구변형을 정확히 예측하는 것은 도로포장체의 내구성을 파악하여 이를 기반으로 포장을 설계하는 포장설계법의 수립에 있어 매우 중요하다. 포장하부구조의 재료거동은 본질적으로 전단강도(${\tau}_{max}$)와 밀접한 연관성을 가지므로 포장하부구조 내 발생한 전단응력${\tau}$의 전단강도에 대한 발생비를 고려하여 영구변형 모델을 설정할 필요가 대두되고 있다. 이에 본 연구에서는 이와 같은 전단응력비 개념을 도입한 대형반복삼축압축시험을 통하여 도로하부 재료 중 국내에서 사용되는 대표적인 입상의 보조기층 재료에 대한 영구변형 특성을 알아보았으며 이를 기초로 영구변형 모델의 수립에 필요한 모델 매개변수를 시험을 통해 새롭게 제안하고자 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.3100-3105
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• 2010

본 아스팔트 포장의 소성변형은 우리나라 도로포장의 대표적인 파손유형 중 하나이다. 소성변형을 평가하기 위하여 동하중을 이용한 삼축압축 반복재하시험을 수행하였다. 실험결과(하중 및 변형)를 이용하여 국내 아스팔트 포장의 소성변형 파손을 평가 및 예측할 수 있는 파손모형을 개발하였다. 파손모형은 다중회귀분석 및 인공신경망을 이용하여 비교 및 평가하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.121-126
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• 2010

The automotive weather strip has functions of isolating of water, dust, noise and vibration from outside. To achieve good sealing performance, weather strip should be designed to have the high contact force and wide contact area. However, these design causes excessive permanent deformation of weather strip. The causes of permanent deformation is generally explained to be the chemical material detrioration and physical variation and cyclic loading, etc. This paper introduces a numerical method to predict the permanent deformation using the time dependent viscoelastic model which is represented by Prony series in ABAQUS. Uniaxial tension and creep tests were conducted to obtain the material data. And the lab. test for the permanent deformation was accelerated during shorter time, 300 hours. The permanent deformation of weather strip was successfully predicted under the different loading conditions and different section shapes using the suggested numerical process.

• Earthquakes and Structures
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• 제12권3호
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• pp.321-332
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• 2017

The reverse fault is a dangerous geological hazard faced by buried steel pipelines. Permanent ground deformation along the fault trace will induce large compressive strain leading to buckling failure of the pipe. A hybrid pipe-shell element based numerical model programed by INP code supported by ABAQUS solver was proposed in this study to explore the strain performance of buried X80 steel pipeline under reverse fault displacement. Accuracy of the numerical model was validated by previous full scale experimental results. Based on this model, parametric analysis was conducted to study the effects of four main kinds of parameters, e.g., pipe parameters, fault parameters, load parameter and soil property parameters, on the strain demand. Based on 2340 peak strain results of various combinations of design parameters, a semi-empirical model for strain demand prediction of X80 pipeline at reverse fault crossings was proposed. In general, reverse faults encountered by pipelines are involved in 3D oblique reverse faults, which can be considered as a combination of reverse fault and strike-slip fault. So a compressive strain demand estimation procedure for X80 pipeline crossing oblique-reverse faults was proposed by combining the presented semi-empirical model and the previous one for compression strike-slip fault (Liu 2016). Accuracy and efficiency of this proposed method was validated by fifteen design cases faced by the Second West to East Gas pipeline. The proposed method can be directly applied to the strain based design of X80 steel pipeline crossing oblique-reverse faults, with much higher efficiency than common numerical models.