• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.121-131
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• 2017

본 연구에서는 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기강도시험을 통해 이들 재료의 시간 의존적 거동에 대해 연구했으며, 특히 장기강도시험 중 발생한 미소파괴음 신호를 분석하여 장기 안정성 평가에 활용하고자 하였다. 정적 장기강도시험의 경우 임계하 균열성장시험을 활용하여 Mode I과 Mode II에 대한 장기거동과 미소파괴음 발생특성을 분석하였으며, 동적 장기강도시험의 경우, 반복재하 4점 굴곡시험을 통한 장기강도의 한계와 미소파괴음 발생특성을 분석하였다. 미소파괴음 분석결과, 미소파괴음 히트 누적곡선 대 시간에 따른 곡선은 1차, 2차, 3차 구간이 있는 크립곡선의 모양과 유사한 모양을 보였다. 선형구간에 해당하는 미소파괴음 히트 누적곡선의 2차 구간의 기울기와 지연파괴시간과의 로그-로그 관계로부터 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기 안정성을 평가하는 방안에 대한 가능성을 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.57-64
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• 2001

암석-콘크리트 불연속면의 전단변형 및 파괴특성을 규명하기 위해 상부 재료를 콘크리트로, 하부 재료를 암석으로 하는 규칙.불규칙 톱니형 시료와 인공 절리시료를 제작하여 실험실 직접전단시험을 실시하였다. 전단과정 동안 하중과 변위 외에 미소파괴음의 계수와 에너지를 측정하여 전단과정의 단계별 특징을 규명하였고 미소파괴음 음원추적을 실시하여 불연속면에서의 거칠기 파괴부분의 변화를 고찰하였다. 또한 암석 불연속면과 암석-콘크리트 불연속면의 거동을 비교하고 거칠기의 불규칙성 증가에 따른 전단거동의 변화를 관찰하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.471-485
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• 2014

미소파괴음과 미소진동을 이용한 지반구조물 계측은 구조물 내부의 미시적 변형이나 파괴거동을 음향과 진동으로 계측하는 방법으로, 계측대상의 대규모 파괴에 앞서 이들의 발생량과 발생빈도가 급격히 증가하는 특성을 활용하여 파괴의 사전징후를 파악할 수 있다. 이 방법의 실제 적용을 위해서는 고사양의 센서, 고속의 신호획득장치 그리고 운영프로그램으로 구성된 계측시스템이 요구된다. 근래 국내기술에 의한 현장계측용 미소파괴음과 미소진동 계측시스템이 개발되었다. 특히 계측된 신호를 분석하고 해석할 수 있는 다양한 기능의 운영프로그램을 개발하고 선진외국 제품과의 상호비교를 통해 효용성을 평가하였다. 본 보고에서는 개발된 미소파괴음 계측시스템의 구성과 특징 등에 대해 소개하고, 향후 해결과제와 나아갈 방향에 대하여 논의하였다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.59-69
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• 2000

암석 재료의 변형에 따른 미시적 파괴 현상으로부터 발생하는 미소파괴음(Acoustic Emission, AE)을 측정하여 암석 구조물 내의 미세균열의 생성과 전파를 탐지하는 연구는 지하 암반 구조물의 안정성을 비파괴검사로 평가하는데 대단히 중요하다. 본 연구에서는 암반 구조물의 보강재로 사용되는 콘크리트와 대리석 암석 시험관에 대하여 전과정 응력-변형률 곡선을 얻기 위한 강성압축시험을 실시하였고, 시험 중에 미소파괴음 발생을 측정하여 미소파괴음 파라미터 분석 및 음원추적을 수행하여 대리석과 콘크리트의 변형 및 파괴거동 특성을 살펴보았다. 또한 시험편에 계단식 반복재하시험을 수행하여 그 변형거동을 고찰하였으며, 미소파괴음 측정을 통하여 재료의 손상, 암반의 현지응력 및 콘크리트 구조물의 응력이력 등과 관련된 카이저효과를 검증하였다

• 지질공학
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• 제16권3호
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• pp.235-244
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• 2006

한국원자력연구소 내에서 시추된 화강암 코어시료를 대상으로 1550회의 반복하중을 가할 때 미세균열의 발달 정도를 미소파괴음(AE)을 이용하여 연구하였다. 반복하중 조건에서 미소파괴음은 반복횟수에 따라 두 가지 type의 발생 특성을 보였다. 첫 번째 type은 반복횟수가 적었을 때 나타나는 특성으로 낮은 에너지와 분산된 주파수가 특징이며, 두 번째 type은 반복횟수가 많았을 때 나타나는 특성으로 높은 에너지와 일정한 주파수가 특징적이다. Type 1은 시료내의 공극이나 미세균열이 닫히거나 성장하는 과정에서 발생하는 미소파괴음의 특성을 나타내는 반면에, type 2는 하중을 가할 때에는 미세균열이 전단되거나 닫혔다가 하중이 제거될 때에는 전단으로부터 회복하거나 미세균열이 열리면서 발생하는 미소파괴음의 특성으로 판단된다. 또한 반복횟수 50, 150, 350, 750, 1550회 때 탄성파(P파) 속도와 Felicity 비를 측정하였다. 측정결과 탄성파속도는 반복횟수가 증가하여도 변화가 없었으나 Felicity 비의 경우 반복횟수가 증가함에 따라 점점 감소하여 시료가 반복하중에 의해 손상을 받고 있음을 지시하였다. 따라서 암석의 손상정도를 판단하는데 있어서 미소파괴음 측정을 통한 Felicity 비가 탄성파속도보다 더 효과적으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.1-9
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• 2008

미소파괴음(Acoustic Emission, AE)과 미소지진음(Microseismic event, MS event)은 응력의 재분배에 의한 균열이 생성될 때 나오는, 순간적인 에너지 방출에 의한 탄성파이다. AE/MS 이벤트는 일반적으로 대규모의 파괴에 앞서 그 발생이 현저해지는 경향이 있다. 이들은 계측영역의 주파수 대역에 따라 구분되며, MS이벤트에 비해 상대적으로 고주파의 AE 신호는 보다 미세한 파괴를 검출할 수 있다. 일반적으로 암반구조물은 파괴되기까지 작은 변형이 발생하여 종래에 사용되고 있는 변위계측으로는 그 전조현상을 포착하기 어렵기 때문에 국부적인 파괴나 갑작스러운 파괴에 대한 사전예측이 어려운 현실이다. 그러나 AE/MS 이벤트의 파형을 측정할 수 있는 경우 암반구조물의 파괴를 사전에 예측할 수 있으며, 초동이 명확한 경우 미세한 파괴위치지점과 함께 파괴메커니즘의 규명도 가능하다. 본 보고에서는 AE/MS 이벤트에 대한 기본이론과 함께 이들 활용한 계측기술 개발현황과 적용사례 등을 소개한다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권5호
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• pp.811-818
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• 2009

본 연구에서는 시공중인 터널의 변상에 대한 원인을 규명하고 접근이 불가능한 일부 변상부에 대한 경험적 규모산정기법을 제시하였다. 부피팽창계수(bulking factor)를 이용한 변상부 규모예측 결과는 토모그래피용 시추공내 시추자료를 이용한 결과와 비교 분석하였으며 제시한 경험적 기법의 정확도를 확인하였다. 한편 변상부의 진행성 파괴 여부를 예측하기 위하여 미소파괴음(acoustic emission) 기법을 도입하여 계측을 수행하였으며 이 결과, 추가적인 진행성 파괴는 없는 것으로 파악되었다. 향후에는 미소파괴음 기법을 이용한 터널의 건전도 평가 등의 연구가 수행될 예정이다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.103-113
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• 2015

본 연구에서는 신호 대 잡음비가 낮은 미소파괴음 신호에 대한 진원 위치표정 결과의 정확성 향상을 위하여 가변창문함수를 이용한 P파 도달시간 결정 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 기존 P파 도달시간 결정알고리즘과 함께 신호 대 잡음비(SNR)가 각기 다른 가상의 미소파괴음 신호에 적용하여 정확성을 검토하였다. 실험결과 기존 P파 도달시간 결정알고리즘은 SNR이 낮아질수록 결과의 정확성이 낮아지며 특히 SNR이 2.14에서는 모든 알고리즘에서 오류가 발생하였다. 반면에, 제안된 알고리즘은 신호의 분산을 고려한 가변창문함수를 신호에 적용하기 때문에 신호의 주파수특성과 신호의 증폭을 동시에 고려하였다. 따라서 SNR 2.14 이하의 신호에서도 제시된 알고리즘은 정확한 결과를 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.622-640
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• 2009

원유 비축기지 저장공동과 같이 상하로 긴 형상의 대규모 공동에서 횡방향의 지압이 과도하게 작용하면 천정부의 응력집중과 측벽의 암반 변위가 과도하게 발생하여 저장공동의 불안정 요인이 된다. 특히 지압의 절대 크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음(popping)과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴(spalling) 현상을 동반한다. 이 글에서는 대규모 지하저장공동 굴착시 실제 발생한 과지압으로 인한 문제 사례에 대해 소개한다. 저장공동 굴착시 관찰된 암편 및 숏크리트 탈락과 균열 발생 현상을 관찰하고 암반 계측결과 분석을 통해 과지압의 현상을 진단하였다. 과지압 구간의 현재 상태 및 원안 설계안에 대해 연속체 및 불연속체 안정성 해석을 실시하여 문제의 심각성을 평가하였다. 이를 통해 굴착 형상 변경 및 특수 보강 방안을 제안하였으며 제안된 안의 보강효과에 대한 수치해석 평가 결과를 재검토 하였다. 이들 결과를 종합하여 과지압구간 보강안을 도출하였으며 상시 안정성 감시 대책으로 현장 암반의 미소파괴음 계측 방안을 제시하였다.

• 지질공학
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• 제20권1호
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• pp.89-100
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• 2010

암석의 손상상태를 평가하기위한 여러 방법들이 제안되어 있으나, 일부의 방법은 명확한 손상기준을 제시하기도 하지만 일부의 방법은 매우 모호하여 분석자의 주관에 따라 값이 달라지기도 한다. 그러므로 이 연구에서는 황등화강암을 대상으로 현재까지 제안된 모든 손상기준 결정방법을 적용하여, 각 방법의 적용성, 오차 및 최적의 손상기준결정 방법 등을 연구하였다. 또한 암석의 균열발달 및 파괴특성의 규명에 가장 중요한 손상기준인 균열개시응력과 균열손상응력을 FSR 및 장기 정하중 시험을 이용하여 검정하였다. 황등화강암의 균열닫힘응력과 균열개시응력은 각각 57.5 MPa, 77.6 MPa이며 균열체적변형률에서 측정하는 것이 가장 정확한 것으로 판단된다. 2차 균열개시응력은 90.6 MPa로 측정되었으며, 미소파괴음 계수 및 계수율이 균열개시응력의 측정에 가장 효과적인 것으로 판단된다. 균열결합응력 측정은 체적강성곡선, 미소파괴음 계수 및 미소파괴음 계수율이 가장 효과적인 방법으로 판단되며, 균열결합응력은 110.3 MPa이다. 균열손상응력은 체적강성곡선 및 미소파괴음 계수율에서 가장 명확히 측정되며, 약 127.5 MPa이다. 일축압축강도에 대한 비로서 나타낸 균열개시응력은 0.47로 FSR 값 0.46과 매우 유사하며, 균열손상응력은 0.77로 장기 정하중 시험을 통하여 측정된 장기 강도비 0.75~0.8과 거의 일치하여 균열개시응력 및 균열손상응력 값이 정확함을 검정하였다.