• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.1-14
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• 2010

지금까지 Martin 등(1999)의 선형관계식에 의한 스폴링 깊이 평가법이 널리 이용되어 왔으나, 이 방법은 원형 공동에만 적용될 수 있으며 실제 스폴링 발생현장에 적용한 결과 과대평가하는 결과를 보였다. 한편, 스폴링 폭을 평가하는 방법은 아직까지 제시되어 있지 않아 적절하게 평가가 이루어지지 못했다. 그러나, 스폴링 영역에 대한 적절한 보강을 위해서는 스폴링 깊이와 스폴링 폭에 대한 정량적인 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 스폴링 관측사례와 스폴링 발생현장의 CWFS 수치해석 사례를 통해 3가지 스폴링 평가인자의 함수로 표현되는 정규화 스폴링 깊이와 정규화 스폴링 폭의 선형회귀식을 도출하였고, 통계추론에 의한 95% 신뢰구간을 통해 회귀식의 신뢰성을 검증하였다. 제안된 선형회귀식으로부터 예측된 스폴링 깊이와 스폴링 폭은 회귀관계의 분산도를 고려한 가중치를 적용함으로써 현장관측결과를 합리적으로 예측할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권6호
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• pp.193-200
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• 2007

고온을 받는 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 해석하기 위하여 온도해석, 열응력해석 및 수분이동 해석과 더불어 콘크리트 피복의 박리여부까지 고려하여야 하는 매우 복잡하고 어려운 해석과정이 요구되나 아직 이에 대한 연구가 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 수증기 압력을 온도와 피복두께의 함수로서 정의하고 또한 적합조건을 이용함으로써 피복콘크리트의 박리여부를 예측할 수 있는 실용적인 폭렬해석 알고리즘을 개발하였다. 폭렬해석결과 콘크리트 강도가 증가 할수록 PP섬유량이 적을수록 폭렬현상이 심하게 발생하였으며, 이는 기존의 실험결과와 유사한 경향을 나타내어 향후 고강도 콘크리트 내화설계를 위한 폭렬해석 시 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 터널과지하공간
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• 제30권2호
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• pp.109-135
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• 2020

전 세계적으로 지하의 고심도화는 다양한 시설 개발의 목적으로 관심도가 높은 상황이다. 고심도 지하공간의 개발은 암반의 구조적 안정성이 바탕이 되어야 한다. 고심도 지하공간에서는 스폴링이 구조적 안정성에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 스폴링을 예측하기 위해서 많은 연구자들은 터널 주변에서 발생하는 응력상태, 암반상태 및 암종에 따라 제안하였다. 또한, 현지에서 측정된 결과와 FLAC, EXAMINE, UDEC, Insight 2D, FRACOD 등의 컴퓨터 모델링을 이용하여 스폴링 해석 방법에 대한 검증이 수행되었다. 캐나다 URL(Underground Research Tunnel)에서는 스폴링 현상에 대한 정확한 예측을 위해 CWFS(Cohesion Weakening Frictional Strengthening)모델을 제안하고 이를 비교 분석하였다. CWFS 모델은 스폴링 현상을 예측하는데 신뢰도 높은 방법으로 확인되었다. 본 연구에서는 고심도 암반에서의 스폴링 발생에 대한 사례들을 분석하고 스폴링 발생조건과 CWFS 모델의 예측 결과를 비교하였다. 이를 통해 고심도 조건에서의 광주를 대상으로 스폴링 예측에 대한 적용성을 검토하고자 하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.31-41
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• 2010

본 연구에서는 실험 및 수치해석적인 접근방법을 통하여 대심도 과지압 구간에서 발생하는 암반의 스폴링(spalling) 및 팽창모드에 대한 모델링 기법을 연구하였다. 이에 대한 실험적 접근 방법으로서 축 방향 압축을 받는 직사각형 인공암석보(beam)에 4점 휨 시험을 결합한 축방향 압축 휨 시험을 수행하여 대심도 지하공간의 응력모드와 유사한 조건 하에서의 암석의 균열 팽창 및 스폴링 과정을 고찰하였다. 또한, 수치해석적 접근방법으로서 기존의 연속체 해석으로는 모사하기 힘든 암석의 균열과정 및 팽창특성을 개별 입자해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 모델링 하였다. 본 연구 결과 휨 실험에서 구한 팽창시점은 스폴링에 요구되는 응력수준을 평가하는데 중요한 지표가 됨을 알 수 있었으며, 또한 수치해석 결과도 유사한 결과를 모사할 수 있음을 보여주었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권3호
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• pp.289-295
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• 2021

A laser scabbling experiment was performed using a high-power fiber laser to investigate the removal rate of the concrete block and the scabbled depth. Concrete specimens with a 28-day compressive strength of 30 MPa were used in this study. Initially, we conducted the scabbling experiment under a stationary laser beam condition to determine the optimum scan speed. The laser interaction time with the concrete surface varied between 3 s and 40 s. The degree of spalling and vitrification on the surface was primarily dependent on the laser interaction time and beam power. Furthermore, thermal images were captured to investigate the spatial and temporal distribution of temperature during the scabbling process. Based on the experimental results, the scan speed at which the optical head moved over the concrete was set to be 300 mm·min^-1 or 600 mm·min^-1 for the 4.8-kW or 6.8-kW laser beam, respectively. The spalling rates and average depth on the concrete blocks were measured to be 87 cm³·min^-1 or 227 cm³·min^-1 and 6.9 mm or 9.8 mm with the 4.8-kW or 6.8-kW laser beams, respectively.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.99-106
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• 2013

고속 비상체에 의한 충격을 받는 콘크리트는 그 충격력에 의해 관통, 표면관입 및 배면박리뿐만 아니라 균열의 확산에 의해 나타나는 국부적인 파괴 등 정하중을 받을 때와 다른 파괴거동을 보인다. 이러한 콘크리트의 파괴거동은 비상체의 재료적 특성, 충돌속도, 질량 및 기하학적 구조뿐만 아니라 콘크리트의 재료적 특성, 시험체의 크기 및 두께, 보강재료 및 방법 등 다양한 요인에 의해 영향을 받는다. 이 연구에서는 콘크리트 재료의 압축강도에 따른 표면관입깊이 및 배면박리성상에 대하여 평가하고, 섬유보강에 의한 배면박리억제효과에 대하여 검토하고자 하였다. 그 결과 압축강도의 증가로 인하여 표면관입깊이는 감소하였으며, 이 연구 범위의 결과는 수정 NDRC식 및 US ACE식과 유사한 경향을 나타냈다. 반면, 배면박리억제에 있어 압축강도 증가에 의한 영향은 확인할 수 없었으며, 섬유보강에 의한 인성의 향상을 통하여 배면박리를 억제할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.584-590
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• 2009

One of the critical design problems involved in deep tunnelling in brittle rock, is the creation of surface spalling damage and breakouts. If weak fault zone is developed in deep tunnel, squeezing problem is added to the problems. According to the results of ground investigation in the study area, hard granitic rockmass and distinguished high angle fault zone are distributed on the tunnel level over 400m depth. To analyse the probability of brittle failure and squeezing, ground characterization with special lab. and field test were carried out. By the results, probability of brittle failures like spalling and rock burst is very low. But squeezing may be probable, if weak fault zone observed surface and drill core is extended to designed tunnel level.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2020년도 봄 학술논문 발표대회
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• pp.132-133
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• 2020

The aim of this study is to evaluate the combination effect of amorphous steel fiber and polypropylene fiber on spalling of the 150MPa level ultra high strength concrete. Considering spalling has a great relationship with water vapor pressure, this paper is focusing on water vapor pressure. The test specimens were heated accordance with ISO-834 Standard Curve using electric heating furnace, the depth of 10mm water vapor pressure formation was tend to get faster and spalling damage become severe when the mixing proportion of amorphous steel fiber increase. When using ultra high strength concrete reinforced with amorphous steel fiber, further research about proper mixing proportion of polypropylene fiber.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.391-398
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• 2010

본 연구에서는 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브에 대해서 비재하 상태에서 ISO-834 화재곡선을 적용한 가열시험을 수행하였다. 가열시험시 PP섬유 혼입되지 않은 실험체에서는 콘크리트의 폭렬이 발생되고, PP섬유가 혼입된 실험체에서는 폭렬이 발생되지 않았다. PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 적용한 RC 슬래브의 발생온도는 PP섬유가 혼입되지 않은 경우보다 낮은 수준을 보였다. 화재 가열실험 후 상온상태로 냉각된 RC 슬래브의 극한하중을 평가하기 위하여 3점 휨실험을 수행하였다. 실험결과, PP섬유가 혼입되지 않은 RC 슬래브는 PP섬유가 혼입된 실험체와 비교해 약 32.5% 정도 극한하중이 감소하는 결과를 보였다. 또한, PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브의 극한하중은 PP섬유가 혼입된 전두께 RC 슬래브보다 큰 수준을 보였다. 이상의 결과에서 PP섬유의 혼입과 반단면 프리캐스트 패널 적용시 화재에 대한 저항능력이 향상됨을 확인하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제12권4호
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• pp.377-385
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• 2012

In this study, the Impact resistance of steel fiber and organic fiber reinforced concrete and mortar was evaluated and the improvement in toughness resulting from an increase in compressive strength and mixing fiber for impact resistance on performance was examined. The types of fiber were steel fiber, PP and PVA, and these were mixed in at 0.1, 0.5 and 1.0 vol.%, respectively. Impact resistance is evaluated with an apparatus for testing impact resistance performance by high-speed projectile crash by gas-pressure. For the experimental conditions, Specimen size was $100{\times}100{\times}20$, 30mm ($width{\times}height{\times}thickness$). Projectile diameter was 7 and 10 mm and impact speed is 350m/s. After impact test, destruction grade, penetration depth, spalling thickness and crater area were evaluated. Through this evaluation, it was found that as compressive strength is increased, penetration is suppressed. In addition, as the mixing ratio of fiber is increased, the spalling thickness and crater area are suppressed. Organic fibers have lower density than the steel fiber, and population number per unit area is bigger. As a result, the improvement of impact resistance is more significant thanks to dispersion and degraded attachment performance.