The underground environment has an advantage to minimize the external influences because it is isolated space with surrounded rock medium. Therefore, underground rock has been used recently as the target for a disposal system of spent fuel with high-level radioactive. The disposal system mainly consists of natural barrier (i.e., surrounded rock medium) and engineered barrier (i.e., concrete lining, plug, backfill, canister, and buffer). In particular, the engineered barrier is important for long-term storage because it has to preferentially block the leakage of radioactive nuclide. Non-destructive technologies (NDT) have been utilized to monitor the state of disposal system for considering the limitation in deep depth conditions such as limited environment for direct damage inspection. Acoustic emission (AE) monitoring technique is an effective method to monitor the damage (crack) magnitude, history (i.e., crack evolution), and location using high-frequency elastic waves. To apply the AE monitoring method in the disposal system, the characteristics of damaged materials should be considered. The concrete lining has multi-failure behavior (i.e., brittle and ductile) resulted from composition as cement and reinforcing steel bar. Therefore, it important to investigate the AE characteristics according to the failure level of reinforced concrete for damage monitoring of the disposal systems. In this study, the four-point bending tests were carried out to measure the AE signals from the cracking of reinforce concrete specimens in laboratory. The test specimens were prepared with different strength. After the experiment, the AE characteristics were analyzed using the AE parameters with loading and failure state in the curve of time-stress. This study will be helpful for damage monitoring using AE technique in the field of high-level radioactive disposal system.

본 논문에서는 폭발하중을 받는 부재의 저항성능 평가를 위한 모멘트-곡률 관계 기반 수치해석 기법을 소개한다. 직접전단 파괴 모 드를 고려하기 위하여 경험적인 직접전단응력-슬립양 관계를 기반으로 하는 무차원 스프링 요소를 도입하였다. 재료에 대해 정의된 동적증가계수 식을 바탕으로 단면의 모멘트-곡률 관계에 직접적으로 적용가능한 단면의 곡률 변화율에 따른 동적증가계수 식을 제작 하였다. 또한 부착슬립의 영향을 고려하기 위하여 소성힌지영역 내에 등가 휨강성을 도입하였다. 제안된 수치해석 모델의 타당성 검 증을 위하여 실험결과와의 비교연구를 수행하였으며, 단자유도계 모델의 해석결과와의 비교를 통해 본 수치해석 모델의 우수성을 확 인하였다. P-I 선도를 제작하여 부재의 휨 파괴 및 직접전단 파괴에 대한 저항성능을 평가하였으며, 매개변수 연구를 수행하여 P-I 선 도 및 저항성능의 변화를 확인하였다.

철근콘크리트 보의 휨 및 전단파괴 예측을 위한 철근콘크리트 부재의 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 다축구속응력 하에서의 콘크리트의 연성거동을 보다 정확히 예측하기 위해 변형률 공간에서의 콘크리트 파괴기준을 제시하였다. 3축하에서의 콘크리트 균열거동을 위해 균열발생 후 인장연화거동, 골재맞물림 및 다우얼효과를 고려한 균열면 전단전달특성을 고려토록 하였다. 휨 및 전단 파괴 양상을 갖는 보 시험체와의 비교 연구를 통하여 본 유한요소 모델은 저보강보의 연성 휨 파괴 뿐만 아니라 전단보강되지 않은 철근콘크리트 보의 취성 전단 파괴 양상을 갖는 부재의 거동 예측에도 유효한 것으로 판단되었다.