• Structural Engineering and Mechanics
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• 제76권1호
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• pp.67-81
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• 2020

Pretensioned concrete (PC) is widely used in contemporary construction. Bond of prestressing strand is significant for composite-action between the strand and concrete in the transfer and flexural-bond zones of PC members. This study develops a new methodology for quantifying the bond of 18-mm prestressing strand in PC members based on results of a pullout test, the Standard Test for Strand Bond (STSB). The experimental program includes: (a) twenty-four pretensioned concrete beams, using a wide range of concrete compressive strength; and (b) twelve untensioned pullout specimens. By testing beams, the transfer length, flexural-bond length, and development length were all measured. In the STSB, the pullout forces for the strands were measured. Experimental results indicate a significant relationship between the bond of prestressing strand to the code-established design parameters, such as transfer length and development length. However, the code-predictions can be unconservative for the prestressing strands having a low STSB pullout force. Three simplified bond equations are proposed for the design applications of PC members.

• Geomechanics and Engineering
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• 제6권3호
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• pp.277-292
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• 2014

Soil nailing, as an effective stabilizing method for slopes and excavations, has been widely used worldwide. However, the interaction mechanism of a soil nail and the surrounding soil and its influential factors are not well understood. A pullout model using a hyperbolic shear stress-shear strain relationship is proposed to describe the load-deformation behavior of a cement grouted soil nail. Numerical analysis has been conducted to solve the governing equation and the distribution of tensile force along the nail length is investigated through a parametric study. The simulation results are highly consistent with laboratory soil nail pullout test results in the literature, indicating that the proposed model is efficient and accurate. Furthermore, the effects of key parameters, including normal stress, degree of saturation of soil, and surface roughness of soil nail, on the model parameters are studied in detail.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.33-40
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• 2010

본 연구에서는 강재스트립 보강재에 지지부재가 결속된 형태의 보강재에 대하여 인발시험을 수행하였으며, 인발시험결과와 기존에 제안된 지지저항 평가식에 의한 결과를 비교함으로서 인발변위 50mm일 때의 인발력과 최대 인발력에 의한 지지부재의 지지저항 특성을 평가하였다. 인발변위 50mm일 때의 인발력 적용에 의한 지지저항응력(${\sigma}^{\prime}_b$)은 수직응력 증가에 따라 전면전단파괴에서 펀칭전단파괴로 근접하였으며, 지지부재 개수의 증가에 따라서는 펀칭전단파괴에서 전면전단파괴로 근접하는 것으로 확인되었다. 최대 인발력을 적용한 지지저항응력(${\sigma}^{\prime}_b$) 은 수직응력 조건 및 지지부재 개수와 관계없이 전면전단파괴에 근접하였지만, 보강토옹벽의 허용변위를 고려한다면 설계 적용에는 무리가 있을 것으로 분석되었다. 그리고 Prandtl의 소성이론 및 원주공동확장이론에 의한 이론식을 이용한 지지저항 평가는 인발시험결과가 Prandtl의 소성이론을 이용한 예측결과에 보다 가까운 것으로 확인되었다. 또한 Prandtl의 소성이론 및 원주공동확장이론을 이용한 지지저항 평가모델은 전면전단파괴와 펀칭전단파괴모델 사이에 위치하는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.139-151
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• 1998

SI 앵커는 지반개량 앵커를 의미한다. 이는 앵커를 지지하는 지반을 JSP로 개량한 것으로, SI 앵커체는 80cm 정도의 직경을 가지게 된다. SI 앵커는 앵커체와 지반사이의 마찰저항력과 앵커체 앞면의 지압저항력으로 인해 높은 인발저항력을 발휘하게 되는데, 특히 마찰저항력은 JSP로 개량된 앵커체의 직경의 증대로 인해 상당히 증가하게 된다. 본 연구에서는 SI 앵커의 인발저항기구를 분석하기 위해 실내 모형실험과 현장실험을 실시하였다. 공기건조 모래지반 내에서의 실내 모형실험을 통해 SI 앵커 주변지반의 변형률장을 분석하였는데, 이는 토조 벽면에 설치된 라텍스 멤브레인을 이용한 사진 분석법을 통해 이루어 졌다. 10매의 변형률게이지가 부착된 특수 설계된 PVC 파이프를 앵커체 내에 설치하고 변형률을 측정하여 현장실험의 결과를 분석하였는데, 역시 실내 모형실험과 같이 앵커체 내에서의 변형률을 측정하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3A호
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• pp.251-260
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• 2011

본 연구는 천연마섬유보강 시멘트 경화체와 폴리올레핀계 매크로섬유의 부착강도, 계면인성, 미세구조 분석을 포함한 부착 특성에 미치는 천연마섬유의 효과를 제시하였다. 다양한 조건에서의 폴리올레핀계 매크로섬유 인발시험의 실험적 결과를 보고하였다. 천연마섬유의 혼입률은 0.1%에서 0.2%까지를 배합설계에 적용하였다. 부착시험은 천연마섬유보강 시멘트 경화체에서 폴리올레핀계 매크로섬유의 부착특성을 측정하기 위하여 실시하였다. 시험결과 천연마섬유의 혼입은 폴리올레핀계 매크로섬유와 시멘트 경화체의 계면강화에 효과적이었다. 폴리올레핀계 매크로섬유와 천연마섬유보강 시멘트 경화체의 부착강도 및 계면인성은 섬유의 혼입률이 증가할수록 증가하였다. 미세구조분석은 섬유의 인발시험결과로부터 획득한 부착 메커니즘을 확인할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.505-510
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• 2008

FBG Sensor, which is smaller than strain gauge and has better durability and does not have a noise from electromagnetic waves, was adapted to develope a smart anchor. A series of pullout tests were performed to verify the feasibility of smart anchor and find out the load transfer mechanism around the steel wire fixed to rock with grout. Distribution of shear stresses at steel wire-grout interface is assessed from the measured strain distribution by the optical fiber sensors and compared with stress distributions predicted by Farmer's and Aydan's formulas. It was found that present theoretical formulas may underestimate the failure depth and magnitude of shear stresses when the pullout loads increase.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.333-339
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• 2007

본 논문은 재생 PET 섬유와 시멘트 복합재료와의 부착 성능을 향상시키고자 친수성 물질인 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌을 이용하여 친수성 처리 효과를 평가하였다. 실험 변수는 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌의 농도 0%, 5%, 10%, 15% 및 20%를 고려하였다. 부착 실험은 ICI SF-8에 따라 dog bone 공시체를 이용하였으며 부착강도 및 인발 에너지를 평가하였다. 실험 결과 부착 거동, 부착강도 및 계면 인성은 무수말레인산의 농도가 증가할수록 증가하는 효과를 보여주었다. 특히 15%에서 가장 큰 효과를 발휘하였으며 농도가 20%가 되면 오히려 부착성능이 감소하였다. 이는 재생 PET 섬유의 표면은 무수말레인산이 그라프트된 폴리프로필렌의 농도가 15% 이상이 되면 전체적으로 완벽하게 코팅이 가능하나 20% 코팅시에는 코팅 부분에서 부분적으로 균열이 발생하여 이를 통하여 부착하중 작용시 균열 부분을 통한 파괴가 발생하기 때문이다. 섬유 표면의 미소 구조 관찰에서 무수말레인산의 농도에 따른 재생 PET 섬유와 시멘트 복합재료와의 부착력 향상 메커니즘을 확인할 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.239-243
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• 2003

A reducing bearing angle theory for bond of ribbed reinforcing bars to concrete is proposed to simulate experimental observation. Analytical expressions to determine bond strength for splitting and pullout failure are derived, where the bearing angle is a key variable. As bearing angle is reduced, splitting strength decreases and shearing strength increases. The proposed reducing bearing angle theory is effective to simulate damage of the deformed bar-concrete interface and understand bond mechanism of ribbed reinforcing steel in concrete structures.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권5호
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• pp.25-34
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• 2012

It has been well known that concrete structures exposed to acid and sulfate environments such as sewer etc. show significant decrease in their durability due to chemical attack. Such deleterious acid and sulfate attacks lead to expansion and cracking in concrete, and thus, eventually result in damage to cement mortar by forming expansive hydration products due to the reaction between cement hydration products and acid and sulfate ions. In this study, the effect of fly ash and blast furnace slag on the bond performances of structural synthetic fiber in latex modified cement mortar under sulfate environments. Fly ash and blast furnace slag contents ranging from 0 % to 20 % are used in the mix proportions. The latex modified cement mortar specimens were immersed in fresh water, 8 % sodium sulfate ($Na_2SO_4$) solutions for 28 and 50 days, respectively. Pullout tests are conducted to measure the bond performance of structural synthetic fiber from latex modified cement mortar after sulfate environments exposure. Test results are found that the incorporation of fly ash and blast furnace slag can effectively enhance the PVA fiber-latex modified cement mortar interfacial bond properties (bond behavior, bond strength and interface toughness) after sulfate environments exposure. The microstructural observation confirms the findings on the interface bond mechanism drawn from the fiber pullout test results under sulfate environments.

• Geomechanics and Engineering
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• 제10권6호
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• pp.737-755
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• 2016

The load transfer depth of a ground anchor is the minimum length required to transfer the initial prestressing to the grout column through the bonded part. A thorough understanding of the mechanism of load transfer as well as accurate prediction of the load transfer depth are essential for designing an anchorage that has an adequate factor of safety and satisfies implicit economic criteria. In the current research, experimental and numerical studies were conducted to investigate the load transfer mechanism of ground anchors based on a series of laboratory and field load tests. Optical FBG sensors embedded in the central king cable of a seven-wire strand were successfully employed to monitor the changes in tensile force and its distribution along the tendons. Moreover, results from laboratory and in-situ pullout tests were compared with those from equivalent case studies simulated using the finite difference method in the FLAC 3D program. All the results obtained from the two proposed methods were remarkably consistent with respect to the load increments. They were similar not only in trend but also in magnitude and showed more consistency at higher pullout loading stages, especially the final loading stage. Furthermore, the estimated load transfer depth demonstrated a pronounced dependency on the surrounding ground condition, being shorter in hard ground conditions and longer in weaker ones. Finally, considering the safety factor and cost-effective design, the required bonded length of a ground anchor was formulated in terms of the load transfer depth.