• 지질공학
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• 제29권4호
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• pp.405-415
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• 2019

수압암반절개에서 유도된 균열은 자유면에서 지반의 최소주응력에 수직인 방향인 자유면과 평행한 방향으로 형성되거나, 기존에 발달한 미세균열의 영향을 많이 받는다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에서 시추공 축과 평행한 방향으로 유도슬롯을 생성하여 이중패커의 압력 및 인터벌 구간에 수압을 주입하는 수압암반절개 실험을 수행하고 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 이중패커 압력 및 인터벌 구간 내의 주입으로 형성된 균열은 유도슬롯 방향을 따라 미세하게 나타났으며, 일부 균열은 시추공을 가로질러 연장되었다. 따라서 수압암반절개는 절개할 방향으로 유도슬롯을 생성하여 보다 많은 유량을 주입하면 효율적인 유도균열 조절이 가능할 것으로 판단된다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권3호
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• pp.225-231
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• 2018

In this paper, in order to explain the splitting of cylindrical rock specimen under uniaxial loading, cracks in cylindrical rock specimen are divided into two kinds, the longitudinal crack and the slanting crack. Mechanical behavior of the rock is described by elastic-brittle-plastic model and splitting is assumed to suddenly occur when the uniaxial compressive strength is reached. Expression of the stresses induced by the longitudinal crack in direction perpendicular to the major axis of the crack is deduced by using the Maxwell model. Results show that the induced stress is tensile and can be greater than the tensile strength even before the uniaxial compressive strength is reached. By using the Inglis's formula and simplifying the cracks as slender ellipse, the above conclusions that drawn by using the Maxwell model are confirmed. Compared to shearing fracture, energy consumption of splitting seems to be less, and splitting is most likely to occur when the uniaxial loading is great and quick. Besides, explaining the rock core disking occurred under the fast axial unloading by using the Maxwell model may be helpful for understanding that rock core disking is fundamentally a tensile failure phenomenon.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.74-79
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• 1992

The confinement of concrete from splitting bond failure is studied with the experiments and finite element models. The cracks in the test beam-end specimens containing various covers show a typical splitting failure with a dominant fracture surface. The finite element model includes representation of the splitting cracking using Hillerborg's fictitious crack model. The increase in bond strength from addition of covers are consistant for both test bars and numerical models. The numerical solution agrees well with results and also with the test results and also with the empirical equations. The splitting crack in the numerical models generally matches the crack surface observed in the laboratory. The confinement of concrete from splitting is one of the governing factors in the ultimate bond force.

• 터널과지하공간
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• 제27권5호
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• pp.263-270
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• 2017

수압암반절개기술은 천공된 시추공에 설치된 이중패커의 인터벌에 암반의 인장응력 이상의 수압을 가하여 균열을 발생시킴으로써 암반을 절개시키는 방법이다. 본 연구에서는 흑운모화강암 사면에 대하여 다양한 배열설계 및 주입설계에 따라 수압암반절개기술을 현장에 적용하였다. 실험 결과, 주입에 따라 새로운 균열이 발생되어 주변 공과 연결되거나 기존 균열이 연장되어 암반이 파괴되었다. 특히, 본 실험에서는 유도 슬롯과 평행한 방향을 지닌 균열이 발생되어 균열 생성방향을 제어할 수 있는 가능성을 제시하였다. 균열생성에 대한 제어 기술을 발전시키기 위해선, 균열생성에 영향을 미치는 여러 요소를 고려한 다양한 배열설계 및 주입설계를 암반 현장에 적용하여야 할 것이다.

• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.719-730
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• 2021

본 연구는 무진동·무소음 암반 굴착을 위해 개발된 수압암반절개공법의 효율적인 굴착을 위하여 수압암반절개시스템의 패커 및 주입 시스템을 개량하였으며, 또한, 현장 실험을 수행하여 개선된 시스템의 효율성을 평가하였다. 수압파쇄균열은 누수로 인한 주입 압력의 손실로 인하여 균열확장 및 균열성장에 제한이 발생하였으나, 단일 패커의 팽창에 따른 인장응력에 의한 인장 변위는 암반 굴착을 용이하게 하였다. 현장 실험 자료를 바탕으로 수행한 수치해석결과는 현장 실험에서 형성된 균열의 발달을 모사할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제27권2호
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• pp.1-11
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• 2009

본 연구에서는 프리스플리팅 적용 시 심발 발파를 통해 먼저 자유면을 확보한 후 이에 따른 응력변화를 관찰함으로서 최 외곽영역에서 균열형성을 함에 있어서의 유리함을 판단하고자 하며 균열형성이 용이한 조건을 찾고자 한다. 수치해석에서는 터널 내 최소주응력 방향을 고려했으며 수치해석 결과 응력의 방향변화는 가압하중의 크기변화에 큰 영향이 있음을 확인할 수 있었고, 차응력이 증가할수록 균열이 증가하는 경향을 확인하였다. 모형실험결과 응력장을 고려한 프리스플리팅공법 적용으로 기존 프리스플리팅 공법에 비해 균열 제어가 용이하고, 이를 통해 이완영역 축소를 기대할 수 있으며 또한 새로운 개념의 프리스플리팅 공법의 적용성을 판단하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권5호
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• pp.499-507
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• 2018

In this paper splitting failure on rock pillars among the underground caverns has been studied. The damaged structure is considered to be thin plates and then the failure mechanism of rock pillars has been studied consequently. The critical load of buckling failure of the rock plate has also been obtained. Furthermore, with a combination of the basic energy dissipation principle, generalized formulas in estimating the number of splitting cracks and in predicting the maximum deflection of thin plate have been proposed. The splitting criterion and the mechanical model proposed in this paper are finally verified with numerical calculations in FLAC 3D.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제36권4호
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• pp.447-461
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• 2010

Fiber reinforced polymer (FRP) bars have been widely used as reinforcement for concrete structures. However, under elevated temperatures, the difference between the transverse coefficients of thermal expansion of FRP rebars and concrete may cause the splitting cracks of the concrete cover. As a result, the bonding of FRP-reinforced concrete may not sustain its function to transfer load between the FRP rebar and the surrounding concrete. The current study investigates the cracking resistance of FRP reinforced concrete against the thermal expansion based on a mechanical model that accounts for the tensile softening behavior of concrete. To evaluate the efficacy of the proposed model, the critical temperature increments at which the splitting failure of the concrete cover occurs and the internal crack radii estimated are compared with the results obtained from the previous studies. Simplified equations for estimating the critical temperature increments and the minimum concrete cover required to prevent concrete splitting failure for a designated temperature increment are also derived for design purpose.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.197-200
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• 2005

This paper presents an analytical model for evaluation of Tension Stiffening Effect by actual Bond-Slip relationships between the reinforcement and the surrounding concrete. The presence of longitudinal splitting cracks was found to significantly after the tension stiffening. The model is applied to the longitudinal splittings cracks and derived to Tension stiffening model. The predicted values are shown to be in good agreement with the experimentally measured data.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-178
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• 2003

날개크랙과 이차크랙은 암석의 일축압축 및 이축압축 조건에서 관측되는 특정한 형태의 크랙이다. 본 연구에서는 석고로 제작된 실험체내에 발생하는 날개크랙과 이차크랙의 형태적 측면을 미시적 및 거시적 관점에서 관측하였다. 날개크랙의 진행방향을 따라 미소인장크랙이 관측되었으며 미소인장크랙은 공극간의 연결과 분지현상을 통하여 진전되었다. 날개크랙의 개시점에서 다중의 미소인장크랙의 개시가 관측되었으며 미소인장크랙은 굴곡진 진행을 보인다. 또한 이차크랙과는 달리 미소인장크랙은 상대적으로 일정한 크랙의 틈을 보이며 인장에 의한 할렬파괴에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 이차크랙의 미시적 관측에서는 미소파쇄대가 관측되었다. 이차크랙의 파괴구간 내에서는 입자 및 집괴의 분리, 경사진 미소파쇄대의 형성 및 불규칙한 크기의 틈을 가진 미소파쇄대가 관측되었다. 이러한 결과는 이차크랙이 전단에 의해 형성됨을 보이고 있다 날개크랙과 이차크랙은 서로 다른 크기의 파괴진행구간을 보이고 있으며 각각의 크랙의 진행 방향에 직각방향으로 측정된 파괴진행구간의 폭은 날개크랙의 경우 10$\mu{m}$에서 20$\mu{m}$ 정도이며 이차크랙은 100$\mu{m}$에서 200$\mu{m}$ 정도이다.