• 기계저널
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• 제37권10호
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• pp.41-46
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• 1997

철강구조물 부재 내에 노치나 균열이 존재할 수 있고, 외부의 피로하중에 의하여 취약부에서 발생한 균열이 진전하여 전구조물의 최종파손을 야기시킬 수 있다. 부재를 보다 안전하게 사용하고 또한 신뢰성을 확보하기 위해서는 이미 손상된 부재에서 균열의 진전상태를 계측할 수 있는 방법이 확립되어져야 하고, 파괴역학적 파라미터를 이용한 사용재의 균열진전거동특성이 평가되어야 한다. 균열길이의 측정방법은 지금까지 많은 연구자들에 의하여 개발되어져 왔는데 크게 광학현미경을 이용하여 육안으로 직접 균열길이를 측정하는 방법과 컴플라이언스, 초음파, AE 또는 전기적 신호를 통하여 얻어진 결괄부터 균열길이로 환산하는 간접적인 방법으로 대별된다. 대부분의 균열길이의 측정방법은 많은 수작업이 요구되고, 특히 하한계응력확대계수영역의 미세한 균열진전량을 측정하기에는 어려움이 따르고 있다. 이에 대하여 전도체 시험편에 일정전류를 흐르게 하고 균열길이의 증가에 따라 변화하는 전위차로 이를 균열길이로 평가하는 전기적인 측정방법이 있다. 이 방법은 실험장치가 비교적 간단하고 미세한 균열길이의 측정이 용이하여 균열길이의 직접적인 측정이 곤란한 고온역 그리고 충격하중하에서의 균열길이 측정에 이용이 확대되고 있다. 이 글에서는 여러 균열길이 측정방법의 장.단점에 대하여 고찰하고, 그 중 많은 장점을 갖고 있는 직류전위차법의 실험방법을 소개한다.

• 지질공학
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• 제11권1호
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• pp.51-62
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• 2001

본 연구에서는 포천, 거창, 합천 지역에 분포하는 주라기 화강암의 결의 특성을 분석하기 위하여 결을 따라 제작된 박편의 편광현미경 관찰을 수행하였다. 또한 조사선법을 이용하여 미세균열의 방향성, 길이 및 간격을 측정하였다. 그 결과를 보면 석영과 장석 내에 분포하는 미세균열의 선택적 방향성이 결의 방향과 일치하고 있으며, 균열의 길이는 화강암을 구성하는 광물의 입자가 클수록 크게 나타났다. 또한 선택적 배향성을 보이는 미세균열은 rift, grain, hardway 면 순으로 발생빈도, 길이 및 밀도가 잘 발달되어 있다.

• 암석학회지
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• 제18권4호
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• pp.315-336
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• 2009

경상분지 북동부 일대의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 빈도수, 길이 및 밀도에 대한 분포특성을 도출하였다. 포항시 흥해읍 지역에서 채취한 3개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 134조의 미세균열은 박편의 확대사진을 통하여 구별하였다. 채취지점의 고도를 달리하는 3개 암석시료에 대한 미세균열의 길이-빈도 히스토그램에 대한 형태의 변화성을 도출하였다. 히스토그램들의 분포형태는 암석시료의 고도와 비례하여 음의 지수함수의 분포형에서 대수-정규의 분포형으로 점변한다. 다른 암석시료보다 고도가 낮은 암석시료 1의 분포형태는 넓은 길이분포를 보여주며, 다른 암석시료에 비하여 평균길이와 중앙값, 그리고 표준 편차가 높은 것이 특징이다. 한편 이와 같은 분포특성은 하부 경상누층군의 퇴적암에서 발달하는 절리의 길이분포와 부합한다. $N0{\sim}10^{\circ}W$의 방향을 중심으로 하여 NW 및 NE의 양쪽 방향으로 갈수록 보다 길이가 짧은 미세균열의 출현빈도수는 증가하며, $N80{\sim}90^{\circ}W$ 및 $N80{\sim}90^{\circ}E$의 방향에서 각각 우세하다. 이러한 분포특성은 미세균열 조들 사이의 생성시기의 상대적인 차이 그리고 보다 짧은 미세균열의 신규 발생을 의미한다. 한편 $N60{\sim}70^{\circ}W$(최대길이:1.18 mm) 및 $N0{\sim}10^{\circ}W$(최대길이:0.80 mm)의 방향에서는 길이가 가장 긴 미세균열을 볼 수 있으며, 이러한 유형의 미세균열은 빈도수에 비하여 숫적으로 매우 제한적이다. 방향각($\theta$)-빈도수(N), 총길이($L_t$), 평균길이($L_m$) 및 밀도($\rho$)의 종합 분포도의 전 영역은 상관곡선의 형태에 의거, 5개의 구간으로 분류할 수가 있다. 분포도에서 밀도곡선은 서북서-동남동($N70{\sim}80^{\circ}W$), 남-북~북북동-남남서($N0{\sim}10^{\circ}W/N10{\sim}20^{\circ}E$), 동북동-서남서($N50{\sim}60^{\circ}E$) 그리고 거의 동-서($N80{\sim}90^{\circ}E$)의 방향에서 각각 5개의 뚜렷한 정점을 보여준다. 특히 단층의 주방향은 밀도가 높은 방향각과 부합한다. 결과적으로 밀도곡선의 이러한 분포형태는 기존의 연구에서 시사한 대표적인 최대 주응력 방향을 반영한다.

• 터널과지하공간
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• 제20권3호
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• pp.217-224
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• 2010

비교적 균질한 3가지 화강암이 암석의 미세구조적 특성과 파괴인성 사이의 관계를 조사하기 위하여 연구되었다. 광학 현미경 관찰로 분석된 광물입자의 장축과 미세균열의 방위에 의하여 파괴인성 및 초음파 속도의 변화를 보였다. 가장 작은 값을 나타내는 파괴인성은 인장응력 방향과 수직하게 발달된 광물입자의 장축 및 미세균열의 방향이 주결에 일치할 때로서 파괴가 연약면인 광물입자의 장축이나 미세균열의 우세방향에 평행하게 전달될 때이다. SR 시편으로 측정된 파괴인성값은 1.63~2.62 MPa $m^{0.5}$의 변화를 보이며, 그 값들은 광물입자의 평균크기 및 미세균열의 평균길이와 관련된다.

• 암석학회지
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• 제24권3호
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• pp.153-164
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• 2015

거창지역의 쥬라기 화강암에 대하여 결의 특성에 대한 분석을 실시하였다. 미세균열에 의하여 형성된 구조적 이방성을 주로 논의하였다. 미세균열의 분포상은 박편의 확대사진(${\times}6.7$)에서 잘 확인되었다. 일차 우세 미세균열은 1번 면에 평행하고 이차 우세 미세균열은 2번 면에 평행하다. 이들 1번 결과 2번 결을 형성하는 미세균열은 3번 면상에서 상호 거의 수직을 이룬다. 방향각(${\theta}$)-총 길이($L_t$), 빈도수(N) 및 밀도(${\rho}$)의 도표에서 상기 미세균열의 모수의 곡선형태는 미세균열의 분포상을 반영한다. 빈도수, 길이 및 밀도와 같은 미세균열의 모수들은 1번 결 > 2번 결 > 3번 결의 순서로 나타난다. 이러한 결과는 결의 상대적인 강도를 지시한다. 한편 6개 방향에 따른 압열 인장강도가 측정되었다. 강도와 위의 미세균열의 모수들 사이에는 밀접한 상관성을 보이고 있다. 이러한 전반적인 결과는 포천 및 합천지역의 쥬라기 화강암류에 대한 기존의 연구결과와 부합한다. 박편의 확대사진에 대한 이미지 처리 기법을 수행하였다. 사진 상에서 석영 및 장석 내부에서 발달하는 그레인 1(G1) 미세균열의 배열이 탁월한 분포를 보여준다. 특히 위의 사진에 대한 간단한 이미지 처리를 통하여 각 미세균열 조의 방향각을 용이하게 확인할 수가 있다.

• 암석학회지
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• 제20권1호
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• pp.23-37
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• 2011

제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열 모집단의 길이분포에 대한 스케일링 성질을 조사하였다. 15개 방향각 및 5개 그룹 (I~V)에 대한 길이범위의 분포도에서 미세균열의 방향성에 따른 평균길이의 체계적인 변화가 나타난다. 분포도는 거의 남-북방향을 경계로 하여 좌우 대칭형태를 취하는 것이 특징이다. 미세균열의 모집단에 대한 길이-누적빈도 도표의 전 영역은 상관곡선의 분포양상에 의하여 3개 구간으로 구분할 수 있다. 특히, 5개 그룹에 대한 각 도표의 선형의 중앙구간은 멱함수 분포를 지시한다. 5개 그룹에 대한 중앙의 선형구간의 빈도비는 46.6%~67.8T의 범위이다. 한편 각 그룹에 대한 선형의 중앙구간의 기울기는 그룹 V($N60{\sim}90^{\circ}E$, -2.02) > 그룹 IV($N20{\sim}60^{\circ}E$, -1.55) > 그룹 I($N60{\sim}90^{\circ}W$, -1.48), 그룹 II($N10{\sim}60^{\circ}W$, -1.48) > 그룹 III($N10^{\circ}W{\sim}N20^{\circ}E$, -1.06)의 순으로 나타난다. 거의 멱함수의 길이분포를 따르는 부집단(5개 그룹)에서는 지수(-1.06~-2.02)의 범위가 넓다. 5개 그룹간의 이러한 지수의 상대적인 차이는 방향성 효과의 중요성을 강조한다. 또한, 곡선의 하부에서의 기울기의 분리는 보다 긴 미세균열의 급격한 발달을 대변하며, 멱함수 지수의 감소로 반영된다. 특히, 이러한 분포양식은 $N10{\sim}20^{\circ}E,\;N10{\sim}20^{\circ}W$ 및 $N60{\sim}70^{\circ}W$의 방향각에 대한 도표에서 볼 수 있다. 이들 3개 방향각은 연구지역 일대에서 발달한 단층의 주방향과 부합한다. 15개 방향각에 대한 길이-누적빈도 도표의 개개 특성을 보여주는 분포도를 작성하였다 상기한 도표들을 3개 그룹(A, B and C)의 범주에 따라 배열함으로서 이들 그룹간 길이-빈도 분포의 차이를 용이하게 도출할 수 있다. 분포도는 미세균열 조들에 대한 개별적인 분리의 중요성을 보여준다. 관계도에서, 보다 짧은 미세균열의 출현빈도는 그룹A > 그룹 B > 그룹 C의 순서를 보인다. 이들 3가지 유형의 분포양상은 미세균열이 성장하는 동안 발생한 과정들에 대한 중요한 정보를 드러낼 수 있다.

• 지질공학
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• 제11권2호
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• pp.191-203
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• 2001

포천 화강암에 대하여 결의 방향성에 따른 역학적 이방성 및 미세균열의 발달관계를 규명하였다. 일축압축강도는 177MPa∼212MPa의 범위를, 탄성계수는 48GPa∼62GPa, 인장강도는 6.9MPa∼8.5MPa, 탄성파 속도는 3,200m/sec∼3,700m/sec의 범위를 보인다. 이방성 비는 역학적 특성에 따라 최소 14%에서 최대 24%이며 1결에 의한 영향이 가장 크게 나타난다. 미세균열의 방향성은 결의 방향성과 상당한 연관성을 가진다. 그러나 장석 내에는 결정의 방향에 따라 미세균열들이 발달해 있어서 결의 방향과는 상당한 차이를 보이나, 석영 내에는 연장성이 매우 좋고 결의 방향과 거의 평행한 방향으로 많은 미세균열들이 발달해 있어서 석영 내에 발달한 미세균열의 방향성이 결의 방향을 지배하는 것으로 사료된다. 차분 변형률 분석과 현미경 관찰에 의한 미세균열의 방향성은 대체로 결의 방향과 상당히 유사하나, 각각의 측정 방법에 따라 약간의 차이를 보인다. 이러한 결과는 차분변형률이 미세균열의 폭을 측정하는 반면에 현미경 관찰은 길이나 개수를 측정하기 때문인 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제13권3호
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• pp.133-141
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• 2004

포천지역의 쥬라기 화강암내 결의 특성을 규명하였다 3가지 미세균열의 분포상은 박편의 확대사진(x6.7)에서 잘 나타난다. 우세균열 면은 1번 결의 면에 평행하며, 준 우세균열 면은 2번 결의 면에 평행하다. 이러한 1번 결 및 2번 결을 형성하는 미세균열은 3번 결의 면상에서 상호 거의 수직을 이룬다. 따라서, 연구지역의 화강암질암의 결은 미세균열의 선택적 배향성에 지배된다고 할 수가 있다. 결은 리프트, 그레인, 하드웨어 면의 순으로 발생빈도, 길이 및 밀도가 발달하고 있다.

• 암석학회지
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• 제20권4호
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• pp.219-230
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• 2011

합천지역의 쥬라기 화강암에 대하여 결의 특성에 대한 분석을 실시하였다. 미세균열의 분포상은 박편의 확대사진(${\times}6.7$)에서 잘 확인되었다. 일차 우세 미세균열은 1번 면에 평행하고 이차 우세 미세균열은 2번 면에 평행하다. 이들 1번 결과 2번 결을 형성하는 미세균열은 3번 면상에서 상호 거의 수직을 이룬다. 결과적으로 연구대상 석산에서 채취한 쥬라기 화강암에서 발달하는 결은 미세균열의 배향성과 관련이 있다. 빈도수, 길이 및 밀도와 같은 미세균열의 매개변수들은 1번결 > 2번 결 > 3번 결의 순서로 우세하게 나타난다. 이러한 결과는 결의 상대적인 강도를 지시한다. 한편 6개 방향에 따른 압열 인장강도가 측정되었다. 암석의 강도와 상기한 미세균열 매개변수들 사이에는 밀접한 상관성을 보이고 있다.

• 암석학회지
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• 제24권3호
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• pp.165-180
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• 2015

거창지역의 쥬라기 화강암에 대하여 결의 특성에 대한 분석을 실시하였다. 미세균열의 분포상은 박편의 확대사진(${\times}6.7$)에서 잘 확인되었다. 본 연구에서는 미세균열의 분포 특성을 표현하기 위하여 길이-누적 빈도 도표를 사용하였다. 여섯 방향의 도표를 밀도(${\rho}$)의 강도 순으로 배열하였다. 관계도에서 이들 도표들은 H2 < H1 < G2 < G1 < R2 < R1의 순서로 나타난다. 여섯 도표들 중에서, 하드웨이 2(H2)의 도표가 좌측의 최하위 영역을 차지한다. 반면에, 리프트 1(R1)의 도표가 우측의 최상위 영역을 차지한다. 두 도표의 곡선 형태는 밀도의 증가에 따라 균등분포에서 지수함수의 분포형으로 변화한다. 도표들의 전반적인 분포 특성은 지수 직선과 관련이 있는 지수(${\lambda}$)의 크기 및 선 oa의 길이에서 잘 확인되었다. 기울기(${\theta}$)의 값을 지배하는 지수의 크기는 수(N), 길이(L) 및 밀도와 같은 모수의 값과 반비례를 한다. 반면에, 선 oa의 길이는 위의 3개 모수의 값과 정비례를 한다. 도표의 배열 순과 관련이 있는 상기 미세균열의 모수들은 3번 결(H1 + H2) < 2번 결(G1 + G2) < 1번 결(R1 + R2)의 순서로 나타난다. 여섯 도표 사이에서는 점진적인 변화를 하는 분포 특성을 볼 수 있다. 도표의 배열 순은 결의 상대적인 강도를 지시한다. 한편 기울기, 지수, 밀도 및 선 oa의 길이와 같은 모수들을 H2 < H1 < G2 < G1 < R2 < R1의 순으로 배열하였다. 관계도에서는 부드러운 이차함수의 변화 곡선을 볼 수 있다. 밀도 그리고 상기한 모수들 사이의 상관도로부터, 멱법칙 함수를 따르는 공통적인 규칙성을 도출하였다. 마지막으로, 결에 대한 분석은 도표 그리고 미세균열의 모수 사이의 결합을 통하여 수행되었다. 이러한 유형의 결합은 결의 평가에 있어서 진보성에 기여한다.