• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.102-112
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• 2020

본 연구에서는 교량구조물에 활용할 수 있는 폭 100mm 이상의 대형 탄소판을 고정할 수 있는 쐐기형 정착구를 설계하기 위해서, 주요설계변수인 쐐기의 각도, 정착블록-쐐기 사이의 마찰계수 등을 기준으로 거동특성을 수치해석방법으로 분석하였다. 설계변수 별로 탄소판의 응력상태를 계산하고, 복합재료 파괴기준에 의하여 정착구의 극한상태에서의 성능을 평가하였고, 이를 바탕으로 정착구의 최적설계 제원을 결정하였다. 실물실험을 통하여 최적설계된 정착구의 성능을 검증하였으며, 본 연구의 결과는 대형 구조물을 보강하기 위한 탄소판 정착구의 최적설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권12호
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• pp.87-97
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• 2020

최근에는 블록식 방파제의 단점을 보완하고 경제적인 설계가 가능한 타이셀소파블록에 대한 관심이 증가하고 있다. 타이셀소파블록은 각 블록을 말뚝으로 결속한 구조체로 활동저항성이 매우 우수한 특징을 가지고 있다. 본 연구에서는 실내모형실험을 통해 말뚝의 관입으로 인한 타이셀소파블록의 수평저항력 증가를 명확하게 확인할 수 있었다. 그리고 말뚝의 수평저항력은 블록의 상재하중에 상관없이 거의 일정하게 나타났다. 말뚝이 분담하는 수평저항력은 블록과 블록사이의 마찰이 담당하는 수평저항력 증감에 따라 변화하였다. 말뚝을 두개 관입시킨 실험에서는 싱글말뚝을 사용한 경우 보다 전반적으로 수평저항력이 크게 나타났으나 말뚝의 저항 거동은 다르게 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권4호
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• pp.5-20
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• 2022

본 연구에서는 토석류의 유동과 밀도 변화를 분석하기 위해 운동량방정식으로 단순화된 2상 유한체적모델(Landflow 모델)을 구성하였으며, Hershel-Buckley 유동모델을 사용하여 토석류의 내부 및 기저 마찰과 복잡한 지형 및 연행침식을 분석하였다. 또한 토석류 해석 모델을 수치적으로 해결하기 위하여 Harten-Lax-van Leer-Contact(HLLC) 방법을 포함한 관련 유한체적모델을 도입하여 토석류의 경계면에 대한 해를 구하였다. 충격흡수능력, 수치적 등방성, 모델정확도, 질량보존을 검증하기 위해 제안된 모델을 기반으로 원형 댐파괴, 비뉴턴 유체의 댐파쇄 및 다중 토석류 사례분석을 수행하였다. 해석 결과로부터 본 해석모델의 토석류 해석에 대한 수치적 안정성과 정확도를 확인하였다. 또한, 다양한 유동학적 특성의 토석류 흐름을 체계적으로 시뮬레이션하고 토석류 유동특성이 거동에 미치는 영향을 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권1호
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• pp.20-29
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• 2022

지중공동이 존재하는 지반의 거동은 지반함몰의 위험을 평가할 때 반드시 고려해야 하는 사항이다. 지중공동 주변 지반의 전단강도를 알더라도 공동의 크기와 같은 기하학적 요소와 관련된 불확실성으로 인해 정밀한 분석이 어렵다. 본 연구에서는 지반의 강도 및 공동의 기하학적 조건들을 바탕으로 무차원 안정성 상수를 나타내는 도표를 제안하였다. 이를 위해 수치해석이 수행되었으며 안정성 상수는 지반의 강도 정수인 점착력과 마찰각, 그리고 지중 공동의 크기와 심도를 고려한다. 제안도표는 지반 조건을 바탕으로 현장의 안정성을 추정하는 데 도움이 될 수 있다.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.219-230
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• 2022

GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 있고 균열이 포함된 시료에 대해 유체유동 실험이 가능하다. 본 연구에서는 GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험을 수치 해석적으로 모사하고 시료 측면에 작용하는 구속압 조건에 따른 역학적 거동을 분석하였다. 균열이 없는 고분자 재질의 시료에 대한 삼축압축시험 사례를 수치모사하여 실험결과와 비교하였다. 수평 구속압의 균등 및 불균등 조건에서 시료 표면의 변형률(원주변형률)을 분석하였으며, 실험결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 검토되었다. 추가로 균열이 포함된 가상의 시료모델을 구성하여 균열면의 마찰 특성 및 형상이 시료 변형에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.7-15
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• 2022

대부분의 선행연구는 동결 삼축압축시험 수행 시, 몰드를 사용하여 시료를 조성하고 단방향으로 동결을 진행하였다. 이는 동결된 시료에 잔류응력이 발생할 가능성이 있기 때문에 인공동결공법이 적용된 지반을 모사하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 기존 시험방법의 한계를 보완할 수 있는 시험장비 및 시험방법을 제안하고, 제안된 방법으로 온도 및 구속압력에 따른 동결 사질토의 역학적 특성을 평가하였다. 동결온도가 낮아질수록 동결 사질토는 취성이 증가하였고, 부동수분의 감소 및 얼음자체의 강도 증가로 인하여 강도가 증가하였다. 구속압력의 증가는 강도저감 효과를 발생시키는 압력융해 현상과 강도증진 효과를 발생시키는 흙 입자의 마찰력 증가 모두를 야기하였다. 이처럼 동결 사질토의 역학적 거동은 구속압력과 동결온도의 복합적인 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Tribology and Lubricants
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• 제38권4호
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• pp.170-178
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• 2022

Mechanical surface treatment is an excellent approach widely used to modulate and improve the performance and service life of bearings, gears, and frictional joints. The main purpose of this study is to investigate and compare the effect of ultrasonic nanocrystal surface modification (UNSM) and wonder process craft (WPC) on the surface and tribological properties of SUJ2 bearing steel. The surface roughness and hardness of the untreated and treated (UNSM- and WPC-treated) specimens were measured and compared. Their tribological properties were evaluated using a micro-tribometer under grease-lubricated and dry conditions against itself. Surface hardness measurement results revealed that both the UNSM- and WPC-treated specimens had a higher hardness than that of the untreated specimen. The surface roughness of the untreated specimen was reduced after UNSM and WPC treatments. Abrasive wear mode was observed on the surface of the specimens worn under grease-lubricated conditions, while adhesive wear mode was found on the surface of the specimens worn in dry conditions. According to the tribological test results, the friction coefficient and wear rate of the untreated specimens were reduced by the application of both the UNSM and WPC treatments under grease-lubricated and dry conditions.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.7-22
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• 2021

본 연구에서는 현장타설말뚝에서 실시된 양방향말뚝재하시험 자료에 대하여 역해석을 실시하였다. 그리고 실트질 점토, 실트질 모래, 모래질 실트, 모래질 자갈, 풍화암, 연암의 다양한 선단지반에 지지된 대구경 현장타설 말뚝에 대하여 수치해석을 실시하여 지지력을 분석하였다. 지지력 분석은 P-S 방법, Davisson 방법, 25.4mm 허용침하량을 이용하여 산정하였다. 3가지 방법으로 분석한 최소 허용지지력은 19.64MN ~ 24.96MN으로 나타났다. 이때, 선단지지력은 두부재하하중의 2% ~ 12%를 분담하였으며, 주면마찰력은 두부재하하중의 88% ~ 98%를 분담하였다. 선단 지반의 강도가 클수록 허용지지력이 증가하는 것으로 나타났다. 그러나 최대 허용지지력과 최소 허용지지력의 차이는 5.32MN로 선단 지반종류에 따른 허용지지력의 증가는 27%에 불과하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.69-75
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• 2008

분리형부재 보강토 옹벽(SRW)을 구성하는 생태축조블록 접촉면에 대한 전단시험을 수행하였다. 전단이 발생하는 두 개의 블록 사이의 접촉면조건은 두 블록을 직접 접촉시키는 경우와 블록 사이에 고무패드를 설치한 경우 그리고 블록 사이에 고무패드와 전단키를 설치한 각각 3가지 접촉면 조건을 고려하였다. 전단시험에 따르면 두개의 블록을 직접 접촉시킨 경우 전단하중-전단변위 관계가 탄성-완전소성형태와 유사하였으며 블록 사이의 접촉면에 고무패드를 설치한 경우 전단하중-전단변위 관계는 연성거동을 보였다. 블록과 블록을 직접 접촉시킨 경우와 블록과 블록 사이의 접촉면에 고무패드를 설치한 경우 그리고 블록과 블록 접촉면 사이에 고무패드와 전단키를 설치한 경우에 대한 최소 전단저항력과 겉보기 마찰각은 각각 1.7kN/m, $27.6^{\circ}$와 4.2kN/m, $26.2^{\circ}$ 그리고 20.9kN/m, $26.0^{\circ}$이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.14-14
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• 2021

개수로에서는 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 관수로에 비해 상대적으로 매우 작고, 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측면에서만 작용하게 된다. 이러한 평균 전단응력 개념은 흐름에 의해 경계면 구성재료가 이동하는 이동상 수리학에서 유사이송 능력을 해석하는 기준이 되며, 경계면의 전단응력은 힘으로 표시하여 통상 소류력이라 한다. 이러한 복잡한 유체거동은 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 국내 하천의 경우 한계유속과 한계소류력에 의해 하천설계에 적용되고 있다. 한계 유속의 경우 간단한 수식에 의해 산정될 수 있지만 실제 하천의 보호능력을 대표하기는 힘들기 때문에 한계소류력이 동시에 고려되어야 한다. 한계소류력은 개수로 흐름에서 복잡하게 발생하는 이차류나, 난류 특성에 의해 산정하거나 예측하기는 매우 어렵다. 한계 소류력 뿐만 아니라 하천을 구성하는 재질의 조도계수 역시 균일하지 못하고 매우 예측하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 양상을 나타내는 수리학적 요소에 대해 표준화된 실험수로에서 실험을 통해 평가하고, 체계화된 설계 지침이 되고자 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로와 경사의 영향에서 자유롭게 평가를 진행하고자 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하였다. 본 연구에 사용된 장치는 난류유속 u', v'을 이용하여 Reynolds stress산정하여 Total shear stress를 추정하는 기법을 사용하여 검증하였다.