• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.150-168
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• 2023

암석의 이방성 거동은 조암광물들의 방향성 배열과 미세균열의 분포 특성이 주된 원인이다. 특히, 퇴적암과 변성암은 횡등방성 강도 및 변형 특성을 또렷이 나타내는 경우가 많다. 그러므로 암석역학적 설계과정에서는 횡등방성 암석의 변형 및 파괴 특성을 정확하게 이해하는 것이 중요하다. 횡등방성 암석의 변형은 실내시험을 통해 측정할 수 있는 5개의 독립된 탄성정수를 이용하여 기술된다. 이 연구에서는 문헌에 보고된 실험자료를 이용하여 횡등방성 암석의 겉보기 탄성정수의 방향성 변화 특성을 분석하였다. 임의 방향으로 회전된 직각좌표계에서 겉보기 탄성정수 값을 효율적이고 체계적으로 계산하기 위해 Mehrabadi & Cowin의 구성방정식을 도입하였다. 문헌에 보고된 4개 횡등방성 암석을 선택하여 연약면의 방향 변화가 겉보기 탄성계수, 겉보기 전단 탄성계수, 겉보기 포아송비의 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 이러한 분석 결과를 바탕으로 새로운 탄성정수 제약 조건식을 제안하였다. 제안한 제약 조건식을 만족하면 횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화는 직관적으로 예측되는 경향과 일치하게 된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.183-190
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• 2001

굴패각을 혼합한 해성점토를 매립재료로 활용하기 위한 기초 자료를 얻기 위해, 혼합토의 전단.변형특성을 검토했다. 또한 삼축압축실험과 균질화이론을 근거로 한 수치해석에 의해 혼합재(굴패각)의 겉보기 탄성계수를 구하기 위한 방법을 제안했다. 일련의 실험결과로부터, 굴패각의 혼합에 의해 점토의 전단.변형특성이 개선됨을 확인했고, 굴패각의 겉보기 탄성계수를 구하기 위해 미시구조를 검토할 수 있는 균질화법을 도입했다. 굴패각의 겉보기 탄성계수는 굴패각의 골격구조의 변화에 기인해 변화하고 선행압밀응력이 작은 경우에 그 영향이 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.455-464
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• 2010

평면이방성 암석의 특성을 실험적으로 규명하기 위하여 이방성각도에 따른 일축압축강도 및 변형률, 탄성상수의 변화를 분석하였다. 실험에는 유상구조가 뚜렷한 유문암의 7개의 서로 다른 각도를 갖는 총 35개 시험편을 사용하였다. 본 연구의 제 1보에서는 시험자료의 각도에 따라 개별적인 분석을 주로 논의하였으며, 제 2보에서는 이들 자료를 종합적으로 검토할 것이다. 수평 및 수직시료에서는 가정식을 적용하지 않고 4개의 탄성상수를 얻을 수 있기 때문에 이들의 크기는 참값이라 결정할 수 있다. 변형률 측정에서 각도에 따라 자료의 분산 정도가 달라지는데, 작은 각도에서는 큰 각도보다 분산이 크게 나타났다. 겉보기 탄성계수의 변화는 각도에 따라 M자 또는 U자 형태로 측정되었다. 낮은 각도에서는 겉보기 탄성계수의 변화가 단조증가의 경향을 보이지 않으므로 Saint-Venant 식을 적용될 수 없으며, E1의 크기는 참값범위에 포함되는 값을 얻을 수 없다. 75도 각도의 시료는 변형률과 강도의 측정 편차가 가장 작게 나타났으며, 해석된 4개의 모든 탄성상수가 참값의 범위에 포함되었다. 따라서 만약 한 개의 시험편에서 평면이방성의 탄성상수를 얻고자하는 경우에, 이방성각도가 75도 근처의 시험편을 선정하는 것이 바람직하다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.346-353
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• 2012

한 개의 평면이방성 시험편으로부터 5개의 독립적 탄성상수를 결정할 수 있는 방법을 찾기 위하여 다중 시험편 시험을 수행하였다. 실험에는 유상구조가 뚜렷한 유문암의 7개의 서로 다른 각도를 갖는 총 35개 시험편을 사용하였다. 제 2보인 본 연구에서는 측정된 변형률과 해석된 탄성상수를 통계적으로 분석하고 참값을 결정하는데 중점을 두었다. 통계분석의 결과로서, 측정자료의 신뢰성은 충분히 확보되었으며, 15도 시료를 제외한 시료에서 SV 식의 적용성이 매우 높은 것으로 밝혀졌다. 각도가 증가함에 따라 탄성상수의 상대표준편차는 대체로 작아지는 경향진다. 이는 측정값의 편차가 작아지기 때문에 발생하는 현상이기도 하지만, 각도가 클수록 SV 식이 잘 적용되기 때문이라고 유추할 수 있다. 분석된 5개의 탄성상수의 크기는 높은 신뢰성을 갖고 있어 실험에서 얻을 수 있는 참값이라 할 수 있다. 그러나 이러한 값으로부터 예측한 겉보기 탄성계수는 실측된 크기들을 표현할 수 없는 것으로 판명되었다. 이러한 불일치로 미루어 겉보기 탄성계수의 크기를 감소시키거나 또는 전단변형률이 증가시키는 요인이 실험이나 평면이방성 특성에 존재한다고 판단된다.

• 유변학
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• 제6권1호
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• pp.49-59
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• 1994

높은 전기장 하에서 다분산, 비구형 실리카/실리콘 오일 현탁액의 전기유변 (electrorheological, ER)현상을 살펴 보았다. 전기유변유체는 전기장 방향으로 사슬구조를 형 성하는 특성을 보이며 이것이 유변물성의 향상에 기여하는 것으로 알려졌다. 동적(dynamic) 상태 실험에서 전기장 하의 실리카 현탁액은 매우낮은 임계변형율(${\gamma}$c =0.1%)이상에서 비선 형 점탄성을 보였다. 저장탄성계수(G＇)는 변형율 변화에 손실탄성계수(G＂)는 매질의 점도 에 더 민감한 의존성을 보였다. 또한 겉보기 항복응력은 입자의 부피분율과 전기장에$\Phi$1.9E1.4 의 의존성을 보였는데 부피분율에 대한 의존성이 큰 이유는 0.1 이상의 부피분율에서 복합 사슬 구조 내의 입자들 간의 상호 정전효과가 지배적으로 나타나기 때문이라고 생각된다. 정상상태 실험에서는 부피분율이 크거나 높은 전기장 하에서 전단속도가 0.1sec-1 정도 이하 로 감소함에 따라 전단응력이 급겨히 증가하는 현상을 보였다. 그러므로 본질적인 동적 항 복응력을 얻기 위해서는 매우 낮은 전단속도 영역의 특이한 응력거동을 고려해야한다. 큰 전단속도 하에서는 hydrodynamic interaction의 영향으로 전단속도의 증가에 따라 전단응력 이 증가하였다. 이같은 전단응력의 거동을 계단전단실험으로 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.363-374
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• 2016

여러 가지 이유로 단일시험편에서 평면이방성 암석의 5개의 독립적 탄성상수를 결정해야 할 경우, Saint-Venant 근사식은 오랫동안 매우 유용하게 사용되어 왔다. 본 논문은 이 경험적 수식이 겉보기 탄성계수로 표현되는 수식으로 전환될 수 있음을 탄성이론에 근거한 수학적 전개를 통하여 밝히고 있다. 이렇게 전환된 수식은 이방성 각도에 단조증가하는 특성을 갖고 있으며, 이방성 암반의 초기응력측정에 유용하게 사용될 것이다. 문헌의 자료를 분석한 결과, $G^2$의 측정값은 각도와 관계없이 일정한 크기이며, Saint-Venant 근사식에 의하여 유도된 값보다 작은 것으로 분석되었다. 이러한 감분은 층상의 경계면에서 미끄러짐에 의하여 발생하는 것으로 판단되며, 미끄러짐에 의한 감소비율은 층상의 결합상태와 암석의 강도에 따라 유추될 수 있다. 이러한 분석들이 향후에 계속되어 자료가 누적된다면 감소비율을 규정할 수 있고, Saint-Venant 근사식의 수정을 통하여 단일시험편으로부터 탄성상수를 결정할 수 있을 것이다.

• 한국식품과학회지
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• 제34권5호
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• pp.830-834
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• 2002

본 연구는 동적 전단진동(dynamic shear oscillation) 측정방법을 이용하여 농도가 젤라틴의 동적 레올로지 특성에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. $5^{\circ}C$에서의 젤라틴의 저장 탄성률(storage modulus, G#)과 손실 탄성률(loss modulus, G@)은 농도가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였다. 0.9%를 제외한 모든 농도(2.0-4.9%)에서 젤라틴의 G#은 G@보다 매우 높은 값을 나타냈으며, G#과 G@이 ${\omega}$ 의존성이 없는 true 겔과 같은 거동을 나타냈다. 젤라틴의 농도와 K#(G#에 대한 절편)와의 관계에서는 높은 결정계수$(R^2=0.99)$를 보여주면서 좋은 상관관계를 나타냈다. 여러 온도범위$(-5,\;0,\;5,\;10^{\circ}C)$에서 각 온도별로 측정된 K#값은 $-5^{\circ}C(59.5Pa)\;>\;0^{\circ}C(4.09Pa)\;>\;5^{\circ}C(1.41Pa)\;>\;10^{\circ}C(0.35Pa)$의 순으로 가장 낮은 온도에서 K#값이 가장 높은 것으로 나타났다. 또한 냉각과정에서 최종냉각온도인 $5^{\circ}C$에서 측정된 젤라틴의 최대 G#수치는 4.9%(2399Pa)>4.1%(1744Pa)>3.0%(1159Pa)>2.0%(519.3Pa)>0.9%(3.15Pa)의 순으로 높은 농도에서 높게 나타났다. Aging 10시간 동안 젤라틴 겔의 구조형성은 겉보기 first-order kinetics로부터 겉보기 구조형성 속도상수(K)를 결정함으로써 파악될 수 있다. 젤라틴의 농도가 증가함에 따라 K값은 증가하였으며, 농도와 K값과의 관계는 높은 결정계수$(R^2)$를 나타내면서 좋은 상관관계를 보여주었다(Fig. 7). 10시간 aging 후 G#은주파수$({\omega})$ 의존성이 없이 독립적인 것으로 나타났다. 따라서 이들 젤라틴 겔은 aging하는 동안에 탄성이 점점 강해지고 10시간 후에는 가교결합의 밀도가 증가하여 강한 탄성을 가진 고무질 망상구조(rubber network)를 형성했음을 알 수 있다.

• 한국식품과학회지
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• 제49권4호
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• pp.444-452
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양이 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여, 쌀가루에 부족한 각종 영양소를 보충할 수 있는 저렴하고 우수한 식품 소재인 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 쌀 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%, 쌀가루 80%에 갈색거저리 20%로 하였고, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $130^{\circ}C$와 $140^{\circ}C$, 수분함량을 20%와 25%로 조절하였다. 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 조각밀도, 파괴세기 및 겉보기 탄성계수, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH 라디칼 소거 활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 팽화율은 감소하였고 비길이와 밀도는 증가하였다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율은 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 파괴세기와 겉보기 탄성계수에서는 갈색거저리 첨가 함량이 10%일 때 감소하였다가 20%일 때 다소 증가하였다. 또한 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 수분용해지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였다. DPPH 라디칼 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 40일 이후에도 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 값이 감소하였으나 값의 상승폭은 쌀 압출성형물에 비하여 다소 크게 나타났다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 스낵의 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하는 유효한 공정이며 사출구 온도를 낮추고 수분함량을 증가시켰을 때 팽화스낵으로써 조직감이 향상되었음을 확인하였다.

• 산업식품공학
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• 제23권2호
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• pp.118-124
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• 2019

본 연구는 쌀과 차전자피를 기본 원료로 하여 glycerol monostearate (GMS), polyglycerol ester (PGE), sugar ester (SE)를 첨가한 압출성형물의 물리적 특성을 살펴보았다. 압출성형 공정변수는 원료 사입량 100 g/min, 스크루 회전속도 200 rpm, 사출구 온도 140℃, 수분함량 16%로 조절하였다. 압출성형 후 직경팽화율, 비길이, 밀도, 겉보기 탄성계수, 파괴력, 조직감, 색도, 수분용해지수, 수분흡착지수, 미세구조를 측정하였다. 직경팽화율은 대조군에서 4.71±0.17로 가장 높았고 GMS 0.5% 첨가군에서 3.52±0.08로 가장 낮았다. 비길이와 밀도는 대조군에서 가장 낮았다. 겉보기 탄성계수와 파괴력은 PGE 0.1% 첨가군에서 2.61E+04 N/㎡, 15.20±3.55 N/㎠로 가장 높았으며 대조군에서 1.36E±04 N/㎡, GMS 0.5% 첨가군에서 10.47±2.32 N/㎠로 가장 낮았다. 부착성은 대조군에서 -36.00±5.48 g으로 가장 높았고 GMS 0.5%와 SE 0.1% 첨가군에서 -24.00±5.48g, -24.00±5.58 g으로 가장 낮았지만 유화제 첨가군 사이에서 유의적인 차이가 없었다. 색도는 유화제 첨가군에서 명도가 증가하는 경향을 보였고 총 색도차는 감소하였다. 수분 용해지수와 수분 흡착지수는 대조군에서 41.73±0.48%, 8.09±0.05 g/g으로 가장 높았다. 미세구조는 대조군에서 기공의 크기가 가장 컸으며 유화제 첨가군에서 더 작은 기공 조직을 나타내었다. 차전자피 압출성형물에서 유화제의 첨가는 기공의 크기와 경도를 감소시켜 부드러운 조직감을 나타내었고 수분용해지수, 수분흡착지수, 부착성을 감소시켜 차전자피 압출성형물의 물성을 조절할 수 있는 것을 확인하였다.

• 산업식품공학
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• 제23권4호
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• pp.283-289
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• 2019

본 연구는 기능성 팽화 스낵의 개발을 위하여 우수한 식이섬유소원인 차전자피를 첨가한 쌀 압출성형물의 물리적 특성에 대하여 살펴보았다. 원료 배합비는 쌀을 기본 원료로 하여 차전자피의 함량(0, 7, 14, 21%)을 달리하였고, 압출성형 공정변수는 스크루 회전속도 200 rpm, 사출구 온도 140℃, 수분함량 20%로 조절하였다. 압출성형 후 직경 팽화율, 비길이, 밀도, 겉보기 탄성계수, 파괴력, 조직감, 색도, 수분용해지수, 수분흡착지수, 미세구조를 측정하였다. 직경팽화율은 차전자피 함량이 증가할수록 감소하였으며, 비길이, 밀도, 겉보기 탄성계수와 파괴력은 증가하는 경향을 보였다. 부착성은 차전자피 함량이 증가할수록 증가하였으며 21% 첨가에서 급격히 증가하였다. 차전자피의 첨가량이 증가할수록 명도는 감소하였고 적색도, 황색도, 총 색도차는 증가하는 경향을 보였다. 수분용해지수와 수분흡착지수는 압출성형 공정 후 모두 증가하였으며 차전자피의 함량이 증가할수록 증가하였다. 미세구조는 차전자피 첨가량이 증가할수록 팽화와 기공의 크기가 감소하여 압출성형물의 밀도가 증가하였다. 결론적으로 차전자피의 첨가량이 증가할수록 팽화를 감소시켜 단단한 조직감을 나타내었고 높은 수분흡수력으로 인해 부착성이 증가하여 14% 이하로 첨가하는 것이 바람직하다. 또한 차전자피의 함량이 높은 팽화스낵을 개발하기 위하여 유화제의 첨가 뿐 만 아니라 차전자피의 전처리 등 추가적인 연구가 필요할 것이다.