• 한국지반공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.13-22
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• 2013

본 논문에서는 계절적 환경변화로 인한 습윤-건조 반복과정에 노출되는 옹벽의 시간 의존적 거동에 대한 수치 해석 연구 내용을 다루었다. 이를 위해 먼저 습윤-건조 과정에 노출되는 옹벽에 대한 응력-간극수압 연계해석 기반의 모델링 기법을 정립하였으며 이러한 모델링 기법을 토대로 다양한 옹벽조건 및 강우조건에 대한 매개변수 연구를 수행하였다. 그 결과 다양한 강우 특성 중 옹벽의 거동에 미치는 주된 영향인자는 강우강도로 나타났다. 한편, 강우가 발생하기 이전 선행하는 선행강우는 지반내 포화도, 즉 모관흡수력, 분포를 좌우하는 것으로 나타나 지반구조물의 안정성은 선행강우량에 의해 큰 영향을 받는 것으로 검토 되어 강우로 인한 습윤-건조 반복 사이클에 노출되는 옹벽구조물의 거동 예측시 선행강우량에 대한 현실적인 평가가 매우 중요한 것으로 검토되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제2권2호
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• pp.1-14
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• 1977

현재 선진국에서 널리 이용되고있는 곡물의 화력건조는 곡물의 품질을 손상시킬 뿐만 아니라 손실을 증가시키고 있다. 화력에 의한 건조는 또한 연료의 절약면에서 볼 때 역시 문제점을 내포하고있다.l 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 근래에는 실리카 젤과 같은 흡습성의 건조제를 사용한 곡물의 건조 실험이 진행 중에 있으며 좋은 결과를 보여주고 있다. 실리카겔은 그 자체무게의 40% 까지 동적 및 정적하에서 수분을 흡수하는 성질을 가지고 있으며 일단 포화상태가 되면 수천번 재생이 가능하다. 본 연구에서는 이와같은 실리카텍의 재생실험을 일차적으로 실내에서 공기의 온도를 일정하게 한 상태에서 실시하였으며 일반적으로 실리카 젤은 $300^{\circ}F$에서 완전재생이 가능하나 본 실험에서 사용된 재생온도는 평면식 태양열 집열기로부터 얻을 수 있는 $150^{\circ}F$ 내외에서 시도하였다. 본실험과 병행하여 건조중 공기와 실리카 젤의 에너지 및 질량변화에 따른 이론식을 만들어 주어진 여러 가지 조건에 대하여 4개의 미분방정식을 컴퓨터에 의하여 해결하였으며 건조(재생) 시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량을 구하였다. 위의 이론적인 분석결과는 후에 태양열집열기를 이용한 재생실험을 분석하는데 적용될 것이다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 유도한 이론식은 실리카 젤의 재생온도를 만족스럽게 표시하였으며 재생시간에 따른 공기의 온도와 흡습 및 실리카 젤의 함수량변화의 이론치는 실험치와 근사하였다. 2. 이론치와 실험치를 일치시키기위하여 흡착온도에서 산출된 열 및 질량 전달계수를 1/5로 조정 사용하였다. 3. 실리카 젤은 $120^{\circ}F$에서 9 %, $180^{\circ}F$에서 1% 내외로 재생이 가능하였다. 4. 본 연구에서 유도된 이론적 분석방법은 다른 여러 가지 형태의 물질 및 건조 또는 냉각 과정을 분석하는데 사용될 수 있다.

• 유기물자원화
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• 제13권2호
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• pp.74-84
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• 2005

본 연구의 목적은 열풍건조를 이용하여 슬러지를 감량화하는 과정에서 발생되는 열적거동을 조사하는데 있다. 실험에서 중요한 운전매개변수는 공급되는 건조온도가 $130{\sim}170^{\circ}C$와 증발속도 WD를 변화시켜 실행하였다. 슬러지내 수분을 증발하는 과정에서 열적거동의 변화에 미치는 영향인 주요매개 변수는 공급되는 온도변화에 따른 건조시간, 슬러지내 수분함량, 슬러지의 고형물량에 따른 결과를 조사하였다. WD=0.95m/s의 조건에서 $170^{\circ}C$의 건조온도에서 수분이 증발되는 포화점은 95분과 $130^{\circ}C$에서 120분에서 조사되었다. 열풍의 의한 증발속도가 1.0 m/s로 일정할 때 건조온도가 130와 $150^{\circ}C$일 때 보다 $170^{\circ}C$인 경우가 증발율이 더 높게 나타났고, 건조기 온도가 $130^{\circ}C$인 경우는 WD=1.0 m/s일 때 WD=0.5 m/s 보다 증발율이 높게 나타남을 볼 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.63-72
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• 2011

본 논문은 TDR센서를 이용하여, 지반 내 지하수의 거동을 계측하고 이를 이동 평균법과 푸리에 변환을 통한 필터링 기법으로 포화 및 불포화 영역의 구분 및 변화를 수치적으로 결정하고자 하였다. 먼저 실내실험을 통하여 포화도 변화에 따른 TDR데이터의 변화를 계측하고 이를 포화도에 대한 함수로 만들었다. 다음으로 아크릴 실내모형실험을 통하여 현장의 지하수위 변화 및 측방 침투조건을 재현하고 이에 대한 TDR데이터 변화를 계측한 후 해석하여, TDR센서의 현장 적용을 위한 계측자료 교정함수를 만들었다. 이 후 현장 제방에 TDR센서를 설치하고 지하수위를 변화시켜 가며 지반의 지점별 포화도를 파악함으로써 지하수위 및 건조, 불포화영역을 결정하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.256-269
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• 2020

본 연구의 목적은 KURT 화강암 시료의 포화유무에 따른 균열손상 기준과 파괴인성의 변화를 측정하는 것이다. 이를 위하여 일축압축시험을 이용한 소성체적변형률을 통해 KURT 화강암의 균열손상 기준을 도출하였다. 또한 암석의 파괴인성을 보다 신뢰성 있게 측정하기 위해 암석의 비선형적 변형에 대한 보정(Level II Method; ISRM, 1988) 을 통해 포화유무에 따른 KURT 화강암의 수정 파괴인성(corrected fracture toughness)을 측정하였다. 시험결과 건조시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 91.1 MPa과 128.7 MPa이었으며, 포화시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 58.2 MPa과 68.2 MPa이었다. 건조시료에 비해 포화시료의 균열개시 응력은 36% 감소하였으며 균열손상 응력은 건조시료 대비 47%나 감소되는 결과를 나타내었다. 균열손상 응력(σ_cd)이 상대적으로 더욱 감소하였음을 감안할 때 시료의 포화로 인해 더 낮은 응력조건에서 구조물에 대한 손상이 쉽게 발생할 수 있음을 알 수 있다. KURT 화강암의 비선형성을 고려한 수정 파괴인성은 0.811 MPa·m^0.5이었으며 포화시료의 수정 파괴인성은 0.620 MPa·m^0.5이었다. 즉 암석의 비선형성을 고려함으로써 파괴인성의 증가를 확인할 수 있었으며, 암석의 포화시 수정 파괴인성은 24% 감소하였다. 따라서 지하수 포화로 인해 암석 내 균열의 생성과 진전에 대한 저항성이 감소함을 알 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.29-40
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• 2024

본 연구에서는 완충재 블록의 팽윤 거동 특성을 파악하고자 COMSOL Multiphysics의 비선형 탄성모델을 활용하여 완충재 팽윤압 측정실험에 대한 수치해석을 수행하였다. 수치해석에서는 실험 조건과 동일하게 사방 구속조건 및 물 주입압을 경계조건으로 설정하였으며, 실험값과 수치해석 결과를 비교하여 수치해석 모델을 검증하였다. 이후 해당 수치해석 모델을 활용하여 비구속 조건에서의 팽윤변형, 건조밀도별 팽윤압, 그리고 완충재의 기하학 형태에 따른 팽윤압을 모사하였다. 해석결과, 모델은 포화 과정에 따른 팽윤변형 현상과 건조밀도가 높아질수록 팽윤압이 증가하는 현상을 적절히 모사하였다. 또한, 완충재 기하학 형태에 따른 팽윤압 모사 결과에서는 팽윤압이 증가하는 속도가 원통형 시료보다 U자형 시료에서 훨씬 빠르게 나타났고, 포화 과정에 따라 U자형 시료의 내부 모서리에서 선제적으로 응력이 발현되는 것으로 분석되었다. 다만, 완충재의 실제 거동을 보다 정확하게 모사하기 위해서는 비선형 탄소성 모델을 적용하여 해석모델의 수준을 고도화해야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.49-55
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• 2016

본 연구는 도심지의 도로 환경을 고려하여, 기능성 포장 재료 중 하나인 이산화티타늄($TiO_2$)을 포함한 시멘트 모르타르의 실질적인 일산화질소(NO) 제거 성능을 평가하고자 하였다. 실험은 크게 두 가지로, 유입되는 기체의 습도에 따른 NO 제거율 변화 실험과 시편의 포화도에 따른 NO 제거율 변화 실험으로 구성되었다. 습도 변화 실험에서는 건조 상태의 시편을 대상으로 유입 기체의 습도를 변화시키며 NO 제거율을 관찰하였다. 습도-NO 제거율 곡선은 로그 정규 분포 형상으로, 특정 습도에서 최대 NO 제거율이 나타났다. 포화도 변화 실험은 강우 및 생활 하수로 인하여 불포화 상태인 도로를 반영하고자 습윤 상태인 시편을 대상으로 하였다. 습윤 상태의 시편은 건조 상태보다 낮은 NO 제거 성능을 보였으며 증발이 진행되면서 $TiO_2$가 노출되어 NO 제거 성능이 증가하였다. 그리고 시편의 특정 깊이 아래에 존재하는 $TiO_2$는 NO 제거 성능에 크게 기여하지 않는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.69-77
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• 2004

암석의 시간 의존 변형거동은 암석의 가장 근본적인 역학적 성질 중의 하나이며, 크립거동의 특성과 메커니즘에 대한 연구는 지하 암반 구조물의 장기적 안정성을 평가하는데 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 화강암을 대상으로 단축압축하중 하에서 크립시험을 실시하였고, 수분과 응력 수준을 달리하여 각각의 조건에 따른 크립 특성을 비교, 분석하였다. 크립시험 결과 화강암은 1차, 2차 및 3차로 확연히 구분된 크립거동을 보였다. 1차 크립거동은 대체로 24시간 내에 종결되었으며, 2차 크립 변형률은 단축압축강도에 대한 재하응력의 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 일정 응력하에서 화강암의 최대강도는 시간에 따라 감소하는 경향을 보였다. 완전 포화된 시료는 자연 건조된 시료보다 훨씬 큰 크립 변형량 및 변형률을 보였으며, 포화시료의 파괴강도 및 파괴시간은 급격히 감소하였다. 본 연구의 크립시험 결과를 버거모델(Burger's model) 및 이전 연구자들에 의해 제안된 두 개의 경험적 모델에 적용하여 크립의 유동상수를 구하였다. 세 개의 모델 모두 화강암의 크립거동을 잘 나타내었으나, 그 중 버거모델이 실험결과와 가장 잘 일치하였다. 각각의 모델에서 결정된 유동상수들은 함수량과 응력 수준에 영향을 받았다. 또한 본 실험결과에 기초하여 자연건조 및 완전 포화된 화강암 시료에 대하여 응력 수준과 시간의존변형의 경험적 관계식을 유도하였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.352-361
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• 2001

저온 냉각상태 및 냉각 후 상온 해빙 상태에서 암석의 모드 I 파괴인성을 BDT와 CCNBD시험편을 사용하여 구하였다. 실험 온도 범위는 상온($25^{\circ}C$)에서 -16$0^{\circ}C$로 설정하였으며 건조 및 포화된 화강암과 사암을 사용하여 파괴인성에 대한 공극수와 공극률의 영향 정도를 조사하고자 하였다. 또한 냉각 과정에서 발생할 수 있는 열균열을 조사하기 위해서 SEM 이미지 분석도 실시하였다. 냉각된 암석의 파괴인성은 온도가 하강함에 따라 증가하였다. 이러한 증가경향은 포화시료에서 더 크게 나타났으며, 포화 시료의 경우 화강암의 증가율이 사암에 비해 크게 나타났다. 냉각 후 상온 해빙 상태에서 구한 파괴인성의 경우, 냉각을 거 치지 않은 상온 상태의 파괴인성 값의 15% 이내에서 결정되었다. 냉각-해빙을 거친 시료에 대한 SEM 분석결과 화강암의 경우 조암광물간의 열팽창 차이에 의한 열균열을 확인할 수 있었으며 냉각온도가 낮을수록 균열밀도가 증가하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.2381-2391
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• 2013

일반적으로 에너지파일의 열적 성능에 영향을 주는 중요한 인자로 지반의 열 물성, 열 교환기 형태, 운용방법, 파일 간 열 간섭 등이 고려될 수 있다. 본 연구에서는 지반의 실제 조건을 반영한 수치모델을 통해 이들 인자들이 미치는 영향을 살펴보았다. 지반의 포화 정도에 따라서 파일의 열 교환율은 최대 3배까지 차이를 보였으며, 열 저항은 최대 8.7%의 차이가 발생하였다. 또한 열 교환기 유형이 파일의 열 성능에 영향을 주며, 3U-Type이 W나 U-Type에 비해 상대적으로 높은 열 효율을 보였다. 운용방법에 있어서, 부분가동 시(8시간 가동, 16시간 휴지) 연속가동에 비해서 약 20%의 열효율을 보전할 수 있으며, 장기적인 열 축적현상을 방지하는데 유리하다. 지반의 조건에 따라 군 말뚝에 의한 열 간섭 정도가 달라지는데, 지반이 포화상태에서 건조 상태로 갈수록 군 말뚝에 의한 열 간섭효과는 감소한다. 일반적인 지반조건에서 열 교환 감소율 1%미만을 유지하는 적정 이격 거리는 U-Type에서 최대 3.2D, W-Type에서 최대 3.6D, 3U-Type에서 최대 3.7D로 산정되었다.