• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.284-292
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• 2015

일반화된 Hoek-Brown 파괴함수는 GSI 지수를 이용하여 현장 암반의 강도정수를 결정하는 경험적 비선형 파괴조건식으로서 오늘날 다양한 암반공학적 설계에 널리 활용되고 있다. 그러나 여전히 많은 암반공학 전문가들이 암반의 강도를 마찰각과 점착력으로 표현하는 것에 익숙하다. 또한 거의 대부분의 암반안정성해석 수치해석 프로그램이 간편한 선형 Mohr-Coulomb 파괴조건식을 채택하고 있다. 이에 따라 Hoek-Brown 파괴함수를 Mohr-Coulomb 파괴함수 틀에서 이해하는 방법의 제시가 필요하다. 이 연구에서는 한계해석 상계정리를 적용하여 유도된 줄기초의 지지력 공식을 활용하여 Hoek-Brown 파괴조건을 따르는 천부 암반의 등가마찰각과 등가점착력을 계산하는 방법을 제안하였다. 일반화된 Hoek-Brown 파괴함수가 내포하는 접선점착력-접선마찰각 관계식을 이용하여 지지력 상계해를 마찰각의 함수로 표현한 후 최소 지지력 조건의 마찰각을 탐색하여 이를 등가마찰각으로 간주하였다. 제안된 방법을 활용하여 GSI, $m_i$, 교란계수 D가 등가마찰각과 등가점착력에 미치는 영향을 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권6호
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• pp.462-470
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• 2012

일반화된 Hoek-Brown 암반파괴조건식을 Mohr-Coulomb 파괴조건에 기초한 암반구조물 해석법에 적용시키기 위해서는 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하는 과정이 필요하다. Balmer(1952)이론에 기초한 기존의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산식은 최소주응력 ${\sigma}_3$의 함수로 표시되므로 등가 강도정수의 정수압 의존성 및 응력경로 의존성을 이해하는 데 적합지 않다. 이 연구에서는 응력불변량을 이용하여 일반화된 Hoek-Brown식의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산하는 방법을 제시하여 기존의 방법이 갖는 단점을 극복하였다. 제시된 방법을 이용한 예제 해석을 통해 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 의존특성 및 파괴곡면의 팔면체 단면에서 Lode각의 의존성을 고찰하였다. 접선 순간마찰각은 삼축신장 응력조건에서 가장 크며, 접선 순간점착력은 삼축압축 응력조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 및 Lode각 의존성은 GSI 값이 큰 양호한 암반에서 상대적으로 큰 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.172-183
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• 2019

Hoek et al.(2002)이 개발한 일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴기준식은 암반의 파괴응력 조건을 정의하는 비선형 함수이다. 관련 강도정수들은 GSI 지수값을 이용하여 체계적으로 결정된다. GSI 지수는 현장 암반의 상태를 정량화한 수치이므로 GHB 파괴기준식은 현장의 암반조건을 파괴기준식에 반영할 수 있는 실용적인 암반파괴함수이다. 대부분의 암반공학 기술자들이 선형 Mohr-Coulomb 파괴기준식에 익숙하며, 다수의 암반공학 소프트웨어들이 Mohr-Coulomb 식을 채택하고 있음을 고려하여 등가마찰각과 등가점착력 계산식이 GHB 파괴기준식 발표와 함께 제시되었다. 그러나 이 목적으로 제시된 등 가마찰각 및 등가점착력 계산식은 선형 최적화가 수행되는 최소주응력 범위의 하한 값을 암반의 인장강도로 고정시키고 있다. 따라서 해석영역에 인장응력이 분포하지 않은 경우 Hoek et al.(2002)의 제안식을 이용한 등가마찰각 및 등가점착력 산정결과는 정확성이 떨어질 수 있다. 이러한 기존 등가마찰각 및 등가점착력 산정수식의 단점을 극복하기 위하여 이 연구에서는 임의의 최소주응력 구간에 대해서도 최적 등가마찰각과 등가점착력을 계산할 수 있는 해석적 수식을 유도하고 결과식의 정확성을 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권8호
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• pp.619-629
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• 2009

본 연구는 하상마찰의 척도인 등가조고를 이용하여 자갈하천의 하상저항을 산정하는 것이다. 이를 위하여 국내 8개 자갈하천에서 실측을 통하여 마찰계수 f를 산정하였고, 하상재료의 누가입경분포를 조사하였으며, 각 단면의 실측 마찰계수를 나타내기 위하여 대수 연직유속분포를 가정하여 계산된 평균 등가조고와 누가입경분포를 이용하여 계산된 구간 등가조고를 비교하였다. 더불어 등가조고를 사용하여 계산된 Manning 계수를 Strickler 유형의 기존 경험식에 의한 Manning 계수와 비교함으로써, 국내 자갈하천에서 기존 경험식을 이용한 하상저항 산정의 적용성을 검토하였다. 분석결과, 구간 등가조고가 대상구간의 하상특성을 대표할 수 있음을 확인하였고, 구간 등가조고로 계산된 Manning 계수가 실측 자료로부터 계산된 Manning 계수와 비교하여 RMS 오차가 0.003이하로 계산되어 실무 적용에 타당할 것으로 판된되었다. 또한 실제 하천에서 등가조고 $k_s$와 특정입경 $D_i$과의 비례계수 사이의 상관성이 적은 것으로 나타나, 하상 특정입경을 사용하여 Manning 계수를 산정하는 기존 경험식을 적용할 때 적절한 방정식의 선택에 어려움이 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권3호
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• pp.257-264
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• 1995

파와 해류가 동시에 작용할 때 소류사 이동에 미치는 제 요인을 파악하고, 합성류 소류사량 산정을 위하여 이들 제 요인 중 평균마찰력과 최대마찰력을 모두 고려하기 위하여 하천 소류사량 산정식들 중 적절한 형식 몇가지를 선택하였다. 합성류에 의한 최대마찰력과 평균마찰력의 산정을 위하여 BYO 모형을 적용하였으며, 일방향흐름 마찰계수 산정식은 수정 Keulegan식을 사용하였고 등가조고는 일방향흐름 관측결과와 일치하는 마찰력이 산정되는 수치를 택하였다. 각 소류사량 산정식에 도입된 비례상수는 Bijker(1966)의 수조관측자료에 적용하여 결정하였으며, 최종 결과로부터 각 산정식을 비교하여 논하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제26권5호
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• pp.1-7
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• 2012

현재 국내에서 수계소화설비의 배관부속류와 밸브류의 마찰손실 계산에 사용되고 있는 등가길이표에 대하여 비교 연구하였다. 3가지 종류의 등가길이표가 주로 사용되고 있으며 안타깝게도, 가장 광범위하게 사용되고 있는 등가길이표에 대한 근거를 찾을 수 없었다. 세 개의 등가길이표를 비교했을 때 각 등가길이표간 동일 항목의 등가길이에 있어 최대 2.4배까지 차이가 있었다. 많은 해외 Project들을 수행하고 있는 국제화시대에 부응할 수 있도록 공학적으로 합리적이며 단일화된 등가길이표를 사용하여야 한다. 이에 합리적인 등가길이표를 제시한다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.480-493
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• 2021

일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴기준식은 GSI 값을 이용하여 현장 암반조건이 반영된 강도정수 값을 효과적으로 결정할 수 있기 때문에 암반공학 분야에서 표준 파괴기준식의 하나로 인식되고 있다. 그러나 GHB 파괴기준식의 비선형적 형태는 이 식의 수학적 취급을 어렵게 하고 이 식의 적용 범위를 제약하는 요인이 되고 있다. GHB 파괴기준식의 이러한 단점을 극복하기 위한 노력의 하나로 Taylor 다항함수 근사원리를 적용하여 파괴 최대주응력에 대응하는 최소주응력을 근사적으로 계산할 수 있는 명시적, 해석적 수식을 유도하였다. 근사식으로 구한 최소주응력과 수치해석적으로 계산한 정해를 비교하여 이 연구에서 유도한 최소주응력 근사식의 정확성을 검증하였다. 연구결과의 응용사례를 제시하기 위해 근사 최소주응력 계산식을 활용하여 GHB 암반에 굴착된 원형터널 주변에 예상되는 소성영역의 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하였다. 소성영역의 등가 Mohr-Coulomb 강도정수를 정밀하기 산정하기 위해서는 mi, GSI, 초기지압의 크기를 동시에 고려하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.17-24
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• 2004

In end milling process, undeformed chip thickness and cutting forces vary periodically with phase change of the tool. Recently, a model has been proposed to simulate the shear and friction characteristics of an up-end milling process in terms of the equivalent oblique cutting to this. In the current study, a down-end milling process has been replaced with the equivalent oblique cutting process. And shear and tool-chip friction characteristics variation of SM45C steel has been studied using the end-mills of different helix angles. The specific shear and friction energy consumed with helix angle of $50^{\circ}$ is somewhat larger than those of$30^{\circ}$ and $40^{\circ}$. The specific shear energy consumed is about 76-77% of the specific cutting energy regardless the helix angles.

• 기계저널
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• 제33권1호
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• pp.22-32
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• 1993

본드선도는 물리적 등가가 적용되는 모든 상사 시스템을 대단히 조직이며 일관성 있게 모델링할 수있을 뿐만 아니라 시스템의 동적 방정식을 제어동역학 관점에 유리한 상태방정식으로 직접 유도할 수 있다. 또한 본드선도는 모델링 단계에서 무시된 각 요소들의 동적 특성 즉, 기계시스 템에서 회전축의 탄성처짐이나 운동 물체들 사이의 마찰 효과 전기 . 자기시스템에서 자속유출량, 그리고 유체 . 유압시스템에서 밀봉부분의 유량손실이나 압축성 유체 특성 등을 기곤에 구성된 본드선도의 변경 없이 각 특성들이 나타나는 본드상에 적절한 접합요소와 함께 단순히 첨가하여 고려할 수 있기 때문에 모델링 과정을 다시 반복하지 않고도 무시된 동적 특성들이 전체시스템에 미치는 영향을 파악할 수 있다. 특히 본드선도가 에너지 변환 장치나 에너지 유동 메카니즘이 복잡한 다에너지역 시스템 등에 거동이 전체시스템에 미치는 효과를 시각적으로 보다 세밀히 파악할 수 있을 뿐만 아니라 구성된 본드선도에 인과관계를 할당하여 본드선도의 접합요소를 통하여 유도된 최종적인 동적 방정식이 현실적으로 실현 가능한 물리시스템인지 파악할 수 있어 본드선도 모델링 단계에서 시스템을 묘사하는 동적 방정식의 옳고 그름을 평가할 수 있다. 이와 같이 본드선도는 기계, 전기 . 자기, 유체 . 유압, 열 시스템 및 이들이 조합된 복잡한 다에너지역 시스템 등을 효과적으로 모데링할 수 있는 매우 유용한 동적 시스템 모델링 방법이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.5-19
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)비탈면이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 자연현상을 고려할 때, 설계 및 초기 시공 단계에서 위와 유사한 지반 상태로 이루어진 깎기 암반비탈면에 대해 1:0.5(발파암 경사 기준)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반비탈면의 안정성을 검토하는 과정에서, 설계실무 측면에서 범용적인 암반강도정수 산정방법이 필요하게 되었다. Hoek 등(2002)이 수정 보완하여 발표한 Hoek-Brown 파괴기준과 GSI분류는 불연속구조의 영향을 충분히 고려한 암반특성화 시스템으로 평가되었으며, 응력변화에 따라 등가 Mohr-Coulomb 강도정수(등면적법)를 산출하는 방법을 제안하였다. 비탈면에서는 등가 M-C 강도정수가 최대구속응력(${{\sigma}^{\prime}}_{3max}$ 또는 수직응력)변화에 따라 민감하게 변화하므로 실무적으로 활용하기에 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 양호한 연속체 암반비탈면에 대해 최대구속응력 범위이내에서 범용적으로 적용할 수 있는 강도정수산정방법(등각분할법)을 H-B 파괴기준을 응용하여 제안한다. 등각분할법 강도정수(A)의 타당성 및 적용성을 평가하기 위해, 연구대상 암반비탈면을 기존 실시설계 현장 인근에 있는 급경사 비탈면에서 암석종류별(화성암, 변성암, 퇴적암)로 선정하고, Hoek이 제시한 등가 M-C 강도정수(등면적법)들과 비교 분석하였다. 등면적법 및 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 기본적인 자료인 기존 실시설계 현장의 실내 암석 삼축압축시험과 연구대상 암반비탈면의 불연속구조의 특성조사(Face Mapping)를 통해 RocLab 프로그램(H-B 파괴기준을 기본으로 전산화된 지반정수 산정 소프트웨어)을 활용하여 산정하였다. 산정된 등면적법 등가 M-C 강도정수는 상호 연동되어 점착력과 내부마찰각이 아주 크거나($45^{\circ}$ 이상) 작게 나타났다. 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 등면적법 등가 M-C 강도정수의 중간 정도이며, 내부마찰각은 $30^{\circ}{\sim}42^{\circ}$의 범위를 보인다. 연구대상 암반비탈면의 등각분할법 강도정수(A)와 기존 실시 설계 현장에서 연구대상 암반비탈면과 유사한 암반상태(동일 등급 RMR)에 적용한 강도정수(B)와 비교 분석하고, 이 지반정수들로 적용한 비탈면 안정해석(한계평형해석과 유한요소해석) 결과를 통해 제안한 등각분할법의 적용성을 간접적으로 평가하였다. A와 B의 강도정수 차이는 10% 정도이다. 한계평형해석 결과(우기 기준), A적용 안전율(Fs)=14.08~58.22(평균 32.9), B적용 안전율(Fs)=18.39~60.04(평균 32.2)이며, 각 동일한 암석종류에 따라 상호 유사하게 나타났다. 유한요소 해석 결과, A적용 변위=0.13~0.65mm(평균 0.27mm), B적용 변위=0.14~1.07mm(평균 0.37mm)으로 매우 유사하다. H-B 파괴기준을 응용하여 등각분할법으로 산출한 지반 정수를 실무적인 전단강도로 적용할 수 있는 적용성 평가에서 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.