콘크리트의 파괴 특성을 평가하기 위한 매개변수, 모델, 그리고 시험방법 등이 현재 많이 제안되고 있으며, 이러한 발전으로 최근에는 콘크리트의 비선형 파괴와 준취성 파괴를 해석 가능하게 하고 있다. 이 논문에서는 파괴 매개변수에 대하여 간략히 소개하고 3점 휨시험을 시행하여 콘크리트의 파괴인성을 나타내는 J-적분값 ($J_{Ic}$ )과 다른 매개변수($K_{Ic}$ , $G_{F}$ )를 비교하였다. 콘크리트 보 시험체의 두께(width)와 노치 길이에 따라 파괴인성값이 어떻게 변화하는지를 실험적으로 고찰하였고 콘크리트 파괴 인성을 측정하기 위해서 응력-변위 곡선을 사용하였다. $G_{F}$ 와$ J_{Ic}$ 의 값은 노치 길이가 클수록 감소하는 경향을 보이며 $G_{F}$ 가 $J_{Ic}$ 보다 덜 민감한 반응을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 콘크리트 파괴 인성 매개변수로써 전자가 후자보다 더 유용한 것으로 나타났다. $G_{v}$ 와 $J_{Ic}$ 의 값은 콘크리트 시험체 두께가 75mm에서 150mm로 커질 때 증가한다. 따라서, 시험체 두께의 영향이 콘크리트 파괴 인성을 결정할 때 고려되어져야 한다.
콘크리트의 파괴 특성을 평가하기 위한 매개변수, 모델, 그리고 시험방법 등이 현재 많이 제안되고 있으며, 이러한 발전으로 최근에는 콘크리트의 비선형 파괴와 준취성 파괴를 해석 가능하게 하고 있다. 이 논문에서는 파괴 매개변수에 대하여 간략히 소개하고 3점 휨시험을 시행하여 콘크리트의 파괴인성을 나타내는 J-적분값 ($J_{Ic}$ )과 다른 매개변수($K_{Ic}$ , $G_{F}$ )를 비교하였다. 콘크리트 보 시험체의 두께(width)와 노치 길이에 따라 파괴인성값이 어떻게 변화하는지를 실험적으로 고찰하였고 콘크리트 파괴 인성을 측정하기 위해서 응력-변위 곡선을 사용하였다. $G_{F}$ 와$ J_{Ic}$ 의 값은 노치 길이가 클수록 감소하는 경향을 보이며 $G_{F}$ 가 $J_{Ic}$ 보다 덜 민감한 반응을 보이는 것으로 나타났다. 따라서, 콘크리트 파괴 인성 매개변수로써 전자가 후자보다 더 유용한 것으로 나타났다. $G_{v}$ 와 $J_{Ic}$ 의 값은 콘크리트 시험체 두께가 75mm에서 150mm로 커질 때 증가한다. 따라서, 시험체 두께의 영향이 콘크리트 파괴 인성을 결정할 때 고려되어져야 한다.
Recently, the parameters, models, and experimentations, which evaluate the fracture properties of concrete, have been proposed by many researchers, and their developments allow us to analyze the non-linear and quasi-brittle fracture mechanisms. In this paper, a brief treatment of the fracture parame...
Recently, the parameters, models, and experimentations, which evaluate the fracture properties of concrete, have been proposed by many researchers, and their developments allow us to analyze the non-linear and quasi-brittle fracture mechanisms. In this paper, a brief treatment of the fracture parameters was presented and the experiments of 3-point bending tests were conducted to compare J-integral($J_{Ic}$ /) with other parameters($K_{Ic}$ , $G_{v}$ , and $G_{F}$ ). The change of parameter values according to the width and notch length of concrete beam specimens was also considered. The load-displacement curves are used to experimentally measure concrete fracture toughness. From the results of experiment, it is noted that the value of $GF$ and tic decreases as the notch depth increases and $G_{F}$ is less sensitive than $J_{Ic}$ . Therefore, the former is more appropriate to use as the concrete fracture toughness parameter. The values of $v_{v}$ and $J_{Ic}$ increase when the width of concrete specimens increase from 75 mm to 150 mm. Therefore, the effects of specimen width need to be considered in determining the concrete fracture toughness.
Recently, the parameters, models, and experimentations, which evaluate the fracture properties of concrete, have been proposed by many researchers, and their developments allow us to analyze the non-linear and quasi-brittle fracture mechanisms. In this paper, a brief treatment of the fracture parameters was presented and the experiments of 3-point bending tests were conducted to compare J-integral($J_{Ic}$ /) with other parameters($K_{Ic}$ , $G_{v}$ , and $G_{F}$ ). The change of parameter values according to the width and notch length of concrete beam specimens was also considered. The load-displacement curves are used to experimentally measure concrete fracture toughness. From the results of experiment, it is noted that the value of $GF$ and tic decreases as the notch depth increases and $G_{F}$ is less sensitive than $J_{Ic}$ . Therefore, the former is more appropriate to use as the concrete fracture toughness parameter. The values of $v_{v}$ and $J_{Ic}$ increase when the width of concrete specimens increase from 75 mm to 150 mm. Therefore, the effects of specimen width need to be considered in determining the concrete fracture toughness.
측정용 프레임을 제작하여 사용하였다. 수직 변위측정은 중앙점에서 처짐(VT2)과 중앙점에서 좌우 100 飾 떨어진 점에서의 처짐(VT1, VT3X 감도 L0㎛의 변위계를 부착하여 측정하였으나 실험 결과 분석에서는 중앙점의 처짐 결과만을 사용하였다. 또한 균열 개구 변위 (CMOD)는 보 스팬 중앙의 두께 방향 단부(CM1, CM2)에서 감도 5.
연구되고 있다. 이 연구에서는 노치가 있는 콘크리트보 시험체를 두께별로 3점 휨실험하여 콘크리트보의 두께 변화가 콘크리트 파괴 인성에 미치는 영향에 관하여 고찰하고 임계 J-적분 값(Jlc)과 파괴 인성을 나타내는 다른 파괴 특성값들과 서로 비교하였다.
휨강도 시험체의 재료특성(material properties)으로 유효 휨강도 임계응력확대계수, 에너지 해방률, 파괴에너지, 그리고 J-적분값을 측정하였으며, 그 결과는 Table 6에 나타내었고 각각의 계산 방법은 다음과 같다.
대상 데이터
이 실험에서는 국내산 1종 보통포틀랜드 시멘트 경북 예천산 강모래 및 평은산 쇄석 골재, 그리고 혼화제로 리그닌 설폰산계 AE감수제 표준형 제품이 사용되었다. 사용재료의 물리적 성질은 Table 1, 2와 같고 실험에 사용된 콘크리트 배합은 Table 3과 같다.
콘크리트 파괴 실험을 위한 시험체의 크기는 기존의 콘크리트 휨실험용 시험체와 동일한 직사각형 보로 하였으며, 노치 길이와 시험체의 두께를 실험 변수로 하여 제작하였다. 노치의 길이는 0, 25, 50, 75 剛로 하였고 시험체 두께는 150, 112.
이론/모형
압축강도 시험은 KS F '难, 인장강도 시험은 KS F 2423 그리고, 탄성계수 시험은 KS F 勿38의 방법으로 측정되었으며, 결과는 Table 5와 같다.
성능/효과
1) 콘크리트의 비선형 파괴 인성(Jic, Gf)은 노치 길이가 증가할수록 크게 감소하였고, 특히 파괴에너지(Gf)가 임계 J-적분값(Jic)보다 노치 길이에 대하여 덜 민감하게 반응하는 결과를 보이므로 노치 길이에 따른 파괴 인성 평가에서 파괴에너지가 J-적분값보다 유용한 인자이다.
2) 콘크리트 시험체의 두께가 75 皿1에서 150 飾로 커질수록 임계「적분값(Jic)과 파괴에너지(Gf)가 증가하는 경향을 보이므로 콘크리트의 파괴인성 결정에는 두께의 영향을 고려하여야 한다.
노치 길이가 251皿에서 50 mm, 75nml로 길어짐에 따라 Jic 의 값은 약 15 %, 35 % 감소되었고, 두께가 150 Jml에서 112.5 mm, 75 mm로 줄어듦에 따라 각각 약 12 %, 24% 감소되었다. Gf는 노치 길이가 25 mm에서 50 mm로 길어짐에 따라 Gf의 값이 약 10 %, 23 % 감소되었고, 두께가 150 mm 에서 112.
5 mm, 75 nm로 감소됨에 따라 약 6 %, 12 % 감소되었다. 특히, Gf가 Jic보다 노치 길이에 덜 민감하게 반응하는 것으로 나타나서 콘크리트 파괴인성으로써 Gf가 이 실험에서 더 유용한 인자로 나타났다. 실험에 의한 Jic의값은 최대 하중점에서 민감하게 반응하므로 실험에 의한 최대하중 선정이 Jic의 계산에 큰 영향을 미친다.
후속연구
3) 이 연구에 이어 J-적분의 수치적 해석 방법에 대한 연구와 적분이 적용될 수 범위에 대한 연구가 계속 이루어져야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.