• 한국지반공학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.5-21
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• 2014

지진시 불포화 도로성토의 붕괴는 지하수 및 강우의 침투에 기인한 함수비의 증가가 그 원인이 됨이 지적되어 왔다. 따라서, 이와 같은 지반재해의 방지를 위한 합리적 보강방안 및 적절한 설계기준의 정립을 위해 불포화 도로성토의 동적안정성 및 변형모드에 대한 함수비의 영향을 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 불포화 도로성토의 변형 및 파괴거동에 대한 함수비의 영향을 연구하기 위해 상이한 함수비를 갖는 도로성토 모형에 대하여 동적 원심모형실험을 진행하였다. 본 실험에서는 도로성토 모형에 대한 동적하중 부가시의 변위, 간극수압 및 가속도의 계측을 통해 최적함수비 부근 및 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토에 대한 동적 거동을 고찰하였다. 이와 함께, 화상해석에 의한 변위 및 변형율 분포의 분석을 통하여 최적함수비보다 높은 함수비를 갖는 불포화 도로성토의 변형모드를 구명하였다. 이로부터 사면 천단부의 침하는 천단부 아래에서의 체적압축에 기인하며, 구속압력이 작은 사면 선단부 및 사면 표면부 부근에서는 체적팽창을 동반한 큰 전단변형이 발생함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.13-25
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• 2018

앵커가 보강된 비탈면에 활동이 발생한 경우에는 활동면을 따라 전단면에 전단응력과 휨 응력이 작용하게 되고, 전단변형의 증가는 앵커의 긴장력 변화를 야기한다. 본 연구에서는 전단에 따른 앵커의 긴장력 변화를 확인하기 위해 앵커의 수직방향으로 전단변형을 유발하여 앵커의 긴장력을 측정하는 방법으로 대형 직접전단시험기를 통해 전단시험을 수행하였다. 전단시험은 앵커 설치 유무, 정착부에서 전단면까지의 이격거리(1D, 2D, 4D) 및 측압(0.1MPa, 0.2MPa)을 변수로 총 8가지 조건에 대해 시험을 실시하였다. 전단시험 결과, 이격거리와 주변지반의 측압은 앵커가 설치된 모형 지반의 전단력 및 앵커의 긴장력에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 전단력 변화는 앵커 두부 및 선단부의 축력변화와 관련이 있음을 규명하였다. 따라서 앵커 두부에서의 긴장력 변화 경향을 분석함으로써, 간접적으로 앵커 정착부에서의 전단변형에 따른 거동을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.851-863
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• 2002

철근의 부식에 의해 발생하는 부식생성물은 부피팽창으로 인하여 주위의 콘크리트에 압력을 가한다. 이 팽창압은 철근 주의의 콘크리트에 인장응력이 생기게 하며 결국 콘크리트의 피복에 균열을 발생시킨다. 콘크리트 피복의 균열발생은 콘크리트 구조물의 사용수명을 감소시킬 뿐만 아니라 안전성에도 영향을 미친다. 본 연구의 목적은 콘크리트 피복에 균열을 일으키는 임계부식량을 조사하는 것이다. 이를 위하여 포괄적인 실험 및 이론적 연구를 수행하였다. 주요 실험변수로는 콘크리트의 강도와 피복두께이고 부식량의 증가에 따른 콘크리트 피복 표면의 인장변형률을 측정하였다. 철근 팽창에 의한 팽창압의 계산에 공극 및 균열 속으로 흡수되는 부식생성물을 고려하였다. 본 연구를 통하여 균열을 일으키는 임계부식량은 콘크리트 압축강도가 커짐에 따라 증가한다는 사실을 확인하였다. 부식층 내의 팽창압과 변형 사이의 관계를 유도하였으며 부식생성물층의 강성을 결정하였다. 팽창압과 변형 사이의 관계를 설명하기 위하여 압력을 유발하지 않는 변형량의 개념을 도입하였다. 본 연구에서 제안된 이론은 실험결과와 잘 일치하며 콘크리트 구조물의 내구성 설계에 기초가 될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.489-499
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• 2009

비부착 긴장재를 적용한 프리스트레스트 휨부재는 부착방식과 다르게 콘크리트와 긴장재의 비부착 거동 때 문에 휨강도의 정확한 예측이 쉽지 않다. 이에 대한 많은 연구들이 진행되었지만 비부착 긴장재를 적용한 부재의 휨강 도에 대한 이해는 여전히 부족하여, 각국의 기준은 매우 다르고 동일한 부재에 대하여 서로 다른 예측값을 주는 경우 가 많다. 따라서, 본 논문은 기존 제안식들을 고찰하고, 이를 개선하여 보다 합리적면서 향상된 정확도를 가질 수 있는 비부착긴장재의 극한응력예측식을 제안하고자 하였다. 또한, 비부착긴장재를 적용한 부재의 휨강도에 대한 기존의 실험 결과를 광범위하게 수집하여 데이터베이스를 구축하고, 이를 활용하여 제안모델의 정확성을 검증하고자 하였다. 변형의 집중을 가정하고 소성힌지 길이를 이용한 강체거동모델 등 기존의 제안식들에 비하여 본 논문에서 제안한 극한응력예 측식은 매우 뛰어난 정확도를 보였으며, 철근보강비, 재하형태, 콘크리트의 강도 등 주요 인자들의 영향을 매우 적절하 게 반영하는 것으로 나타났다. 특히, 보수·보강시 발생할 수 있는 과보강 상황 및 고강도콘크리트 부재에 대해서도 매 우 정확한 비부착긴장재의 극한응력을 제공하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.19-25
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• 2020

최근 도심지 공사에 있어서는 공간부족 및 주변환경의 영향으로 기성파일의 시공이 불가능한 경우가 많다. 이러한 경우에 소형 장비로 시공이 가능하고 기존 파일의 지지능력을 발휘할 수 있는 소구경 파일 공법이 많이 사용되고 있다. 소구경 파일공법은 현장타설말뚝의 한 종류로서 파일의 직경이 75mm~300mm인 정도로 주변 구조물이나 지반 그리고 공간적인 장애물이 있는 경우에도 시공의 어려움이 거의 없으며 모든 종류의 토질조건에서 시공이 가능하다. 또한 시공과정에서 진동과 소음이 적고 건물 천장이 낮은 곳에서도 시공이 가능하므로 기존 건물의 기초보강에도 많이 이용된다. 이러한 마이크로파일이 압축력이나 인장력을 받았을 때 혹은 시공된 지반특성에 따라 변화되는 거동 특성에 대해서는 연구가 많지 않은 실정이다. 따라서 이 연구에서는 현장에 시공된 마이크로파일에 대한 현장재하시험 자료 분석을 통하여 마이크로 파일에 압축력 및 인장력을 가했을 경우 지반을 구성하는 성분과 파일의 근입조건에 따른 침하 및 지지력 특성을 규명하고 통계분석프로그램인 SAS를 활용하여 마이크로파일의 침하와 지지력에 영향을 미치는 주요한 인자에 대한 분석을 수행하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.819-825
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• 2006

본 연구의 목적은 휨과 전단에 지배받는 철근콘크리트 보에서 아치작용에 의한 전단기여성분을 평가하기 위한 새로운 해석 모델의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 새로운 모델은 전단력은 휨모멘트의 변화율이라는 관계식을 기초로, 분산트러스 이상화 기법을 이용하여 횡단면에서 베르누이(Bernoulli) 휨 평면으로부터 전단변형적합조건을 새롭게 유도하였으며, MCFT와 분산트러스 이상화를 통해 전단흐름에 의한 복부전단요소의 전단곡률을 일치시키는 전단변형적합조건을 수립하였다. 전단변형적합조건을 이용하면, 보 전단거동은 타이드아치작용과 보작용의 두 성분으로 수치적 분해 될 수 있다. 이러한 분리 접근법의 유효성은 기존 문헌에 수록된 활용 가능한 실험 자료를 통해 검증하였다. 수행 결과 실제 측정 전단강도와 비교하였을 때 복부가 분담하는 전단강도는 훨씬 일정하며, 역학적 복부철근비와 훌륭한 선형 상관관계에 있는 것으로 나타났다. 새로운 해석 모델은 철근콘크리트 부재의 전단 거동에 영향을 미치는 각 변수나 메커니즘을 합리적으로 설명할 수 있는 모델이라고 할 수 있겠다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제27권3호
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• pp.215-227
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• 2015

본 연구에서는 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단거동을 알아보기 위하여 순환골재 치환율은 30 %로 고정하고, 전단경간비(a/d = 2, 3, 4), 인장철근비(${\rho}=0.8$, 1.27 %) 및 강섬유 혼입율($V_f=0$, 0.5, 0.75, 1%)을 변수로 한 총 24개의 강섬유보강 콘크리트보를 만들어 실험하였다. 또한 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단강도를 여러 연구자들의 제안식과 비교 분석하였다. 즉, 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 전단거동에 따른 전단내력을 분석하고, 강섬유보강 전단강도 제안식과 실험값을 비교하여 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보의 사용가능성을 평가하고자 하였다. 대부분의 실험값이 제안식에 의한 이론값보다 높게 나타나 순환골재를 사용한 강섬유보강 콘크리트보를 구조부재로 사용하여도 무방하다고 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.241-250
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• 2007

폭발하중을 받는 콘크리트 구조물을 섬유 복합재 등의 보강 재료를 사용하여 보강하는 경우에는 강성 증가와 함께 적절한 연성을 확보할 수 있어야 한다. 그러나, 폭발하중을 받는 구조물의 설계 및 해석에 일반적으로 사용되는 기존의 근사적이며 단순화 모델은 보강 재료에 대한 효과를 정확히 반영할 수 없을 뿐 아니라 해석 결과의 정확성 및 신뢰성에 문제가 제기되어왔다. 또한, 동적 하중에 대한 콘크리트와 철근의 응답은 정적 하중에 대한 응답과 상이하기 때문에 기존의 정적, 준정적하에서 정의된 재료물성값들을 폭발하중에 대한 응답 계산에 사용하는 것은 부적절하다. 따라서, 본 연구에서는 명시적(explicit) 해석 프로그램인 LS-DYNA를 사용하여 매우 빠른 재하속도를 갖는 폭발하중에 대하여 강도 증진 및 변형률 속도 효과가 반영된 재료 모델을 포함하고 있는 정밀 HFPB(high fidelity physics based) 유한요소해석 기법을 제시하였다. 제시된 해석적 기법을 통하여 탄소섬유 복합재와 유리섬유 복합재를 사용하여 보강된 콘크리트 벽체의 폭발하중에 대한 거동을 해석하였으며, 이를 보강하지 않은 벽체의 해석 결과와 비교함으로써 보강 성능 분석을 실시하였다. 해석 결과 보강에 따른 최대 처짐이 약 $26{\sim}28%$ 감소하는 보강 성능을 확인하였으며, 제안된 해석 기법이 보강 재료와 보강 기법의 유효성을 평가하는데 효과적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.581-589
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• 2014

이 논문은 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장 부재의 인장강화효과에 대해서 직접인장 실험을 통하여 비교 분석한 것이다. 이를 위하여 피복두께를 변수로 하는 직사각형 단면의 비정질 강섬유 및 일반 강섬유로 보강된 직접인장실험체를 각 6개씩 제작하여 실험을 실시하였다. 실험결과에 따르면 강섬유로 보강된 철근콘크리트 인장부재는 피복두께가 두꺼워질수록 인장강화효과가 증가하였으며, 비정질 강섬유가 일반 강섬유보다 인장강화효과가 더 우수하였다. 강섬유 보강에 따른 쪼갬균열의 발생 및 진행이 크게 감소하였으며, 비정질 강섬유로 보강된 경우는 철근 직경의 2배 이상 피복두께가 확보되면 쪼갬균열이 억제되고 그에 따라서 인장강화효과가 크게 증가하였다. 특히 일반 강섬유와 비교하여 비정질 강섬유로 보강된 철근콘크리트 부재의 경우는 현행 설계기준의 인장강화효과 규정과는 다르게 작용하중에 따라서 인장강화효과가 증가하였는데, 이 결과는 인장강화효과의 크기를 결정하는 인장강성 계수의 분석을 통하여 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.455-462
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• 2013

최근에 지어진 건축물의 경우 지진에 대한 안전성을 확보하고 있지만, 내진설계 도입 이전의 건축물은 지진에 대해 매우 취약하다. 본 연구에서는 내진성능이 부족한 기존 저층 RC구조물의 지진 발생 시 안전성 확보를 위한 내진보강 방안으로 격자강판 전단벽을 제안하고 내진성능평가를 수행하였다. 횡력저항요소로 사용된 격자강판 전단벽의 탄소성 이력특성값은 실험결과를 토대로 횡력저항 기여도등을 평가하여 작성된 이선형곡선을 적용하였다. 비탄성 정적해석을 통해 대상구조물의 성능점을 찾아내어 적용 지진하중에 대한 응답과 성능수준을 평가하였다. 격자강판 전단벽을 적용한 경우, 보강 전에 비하여 응답변위가 약 42% 저감되는 것을 확인할 수 있었으며, 성능점에서 거의 탄성거동을 보여주고 있어 목표성능인 인명안전수준을 만족시켰다. 또한 반응수정계수를 산정하여 내진보강 효과를 검증하였으며, 보강 전과 후에 각각 2.17에서 3.25로 증가하여 설계기준을 초과하였다. 따라서 격자강판 전단벽에 의해 대상 구조물의 강도 및 강성보강이 적절히 수행된 것으로 판단된다.