• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.203-211
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• 2014

본 논문은 shield TBM의 버럭 배토장비인 screw conveyor의 최적 버럭 배토효율에 관한 연구이다. screw conveyor의 배토효율에 영향을 미치는 주요 Parameter인 screw 형태(Shaft식, Ribbon식), screw conveyor와 screw 각도의 영향을 분석하기 위하여 축소모형시험을 실시하였다. 축소모형시험을 통해 구한 버럭 배토 효율과 기존 이론식을 통해 구한 최적의 버럭 배토효율을 비교 분석하여 최적의 screw 형태, screw conveyor와 screw각도를 도출 할 수 있었다. 결론적으로 축소모형시험을 통하여 screw conveyor 설계인자들에 대하여 제시하였다. 또한 이 연구 결과는 향후 shield TBM 기술을 발전시키는데 유용할 것으로 기대된다.

• Weed & Turfgrass Science
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• 제5권3호
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• pp.165-169
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• 2016

잔디 뗏장의 효율적인 생산을 위한 토양 관리 시스템을 구축하기 위해 토양관리에 따른 잔디의 생육에 대한 연구를 수행하였다. 토양관리는 4가지 방법 (1) 답압 처리구 (2) 배토 처리구 (3) 배토 +답압 처리구 (4) 배토 +경운 +답압 혼합 처리구로 실시하였다. 토양의 물리성은 배토 +경운 +답압 혼합 처리구가 답압과 배토 +답압 처리구에 비해 용적비중과 공극률, 고상비 등이 통계적으로 유의하게 개선되었으나, 배토 처리구와는 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 토양 관리방법에 따른 잔디생육의 특성을 조사한 결과, 답압작업에 비해 배토만 하거나 배토와 함께 토양 경운의 방법을 추가하였을 때 식물체의 생육이 향상되는 결과를 나타내었다. 따라서 잔디 연작 재배지의 경우 토양 물리성 개선을 위한 배토, 경운, 답압등의 토양 갱신작업을 통해 잔디의 적정밀도 유지와 양질의 잔디를 생산할 수 있도록 해야 할 것이다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.72-72
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• 2017

국내 농업에서 토양의 반전, 쇄토, 배토, 가능한 복합작업기인 무동력 디스크해로우 방식의 경운과 배토 고효율 복합작업기의 수요가 증가 하고 있다. 경운작업에서 일련의 과정은 작물의 생육과 관리차원에서 큰 의미를 지니며 작물재배의 첫 단계로 중요시 다루어져야할 과정이다. 이러한 작업기의 성능 시험에서 포장시험을 통해 복합기의 신뢰도와 실제 필드에서 발생하는 문제들을 포괄적으로 해결 할 수 있는 방안이 필요하다. 토양 경작을 위한 농업기기의 작업 저항은 식물 생산에서 유용성을 평가하는 가장 중요한 지표중 하나이다. 작업 저항(수평, 수직 방향의 힘)은 트랙터의 힘에 의해 생성된 동작을 방해하므로 토양 경운 시 에너지 소비를 결정하고 설계 매개 변수 측면에서 최적의 작업 조건을 결정하는 데 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 경상대학교 내 위치한 실험동에서 Soil-bin에 이송장치를 설치한 후, 이송장치에 디스크 해로우 (Multidisc Vario, Tulip Agri., Netherlands)를 부착하여 실험을 진행하였다. 디스크 해로우의 원주 평면과 수직 평면 사이의 각 a(토양 표면에 수직)와 디스크의 해로우의 원주 평면과 작업 방향 사이의 각 b의 값을 독립 변수로 두고 a, b를 변화 시키면서 발생하는 이송장치의 견인력을 측정하여 농가 및 효율적인 경운작업 시 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.233-252
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• 2021

본논문은 쉴드 TBM 챔버(Chamber) 내 배토처리 효율성 향상을 위한 연구이다. 현재 국내에서는 TBM 공법을 이용한 시공사례가 증가하는 추세이다. TBM 공법 사용의 증가에 따른 디스크 커터(Disc Cutter), 커터 비트(Cutter bit) 및 세그먼트와 같은 TBM 공법의 연구 또한 증가하는 추세를 보인다. 하지만 챔버와 챔버 내 교반 성능에 대한 연구는 미비한 실정이다. 원활한 배토처리와 굴착토의 거동을 개선하기 위하여 챔버 내 효과적인 믹싱 바 배치에 따른 교반 효율 변화에 대한 연구를 수행하였다. 축소모형 실험은 식별의 용이성을 위하여 색이 다른 플라스틱 소재를 사용하여 지반을 조성하였다. 또한 믹싱 바 배치를 상이하게 하여 4가지 Case로 분류하였으며, 입도분포를 단입도와 다입도로 분류하여 총 8가지의 Case로 실험을 진행하였다. 모든 Case의 커터헤드의 회전속도는 5 RPM으로 동일하며, 실험시간 또한 동일한 조건인 1분 30초로 진행하였다. 교반 효율을 확인하기 위하여 각 Case별 상부, 중부(좌 or 우), 하부 위치의 시료를 채취하여 분석하였다. 축소모형실험 결과 실제 사용되는 Case 1과 Case 1-1보다 새로운 배치방법인 Case 4와 Case 4-1의 교반 효율이 증가하는 양상을 보인다. 그에 따라 챔버 내 믹싱 바 배치를 변경하여 교반 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 보이며, 교반 효율증가에 따라 공기 절약에 효과적일 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 국내 쉴드 TBM 공법 활용에 있어 큰 지표로써 작용할 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.91-105
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• 2020

본 연구는 Shield TBM의 챔버 내 교반봉의 영향범위 및 배토효율 향상을 위한 기초연구이다. 현재 국내Shield TBM의 연구에 있어 디스크 커터, 커터 비트, 세그먼트에 관한 연구는 많이 이루어져 있다. 하지만 Shield TBM 굴착 시 막장면에서 유입되는 토사 및 암반들을 교반시켜 스크류 컨베이어로 배토시키는 연구는 해외에 비해 미비하다. 본 연구에서는 기존 Shield TBM 챔버를 축소모형으로 제작하여 실험을 진행하였다. 챔버 내부는 크기(4 mm, 6 mm, 8 mm, 10 mm)와 색(검은색, 흰색, 빨간색, 파란색)이 다른 시료를 사용해 층을 형성하였다. 이에 대하여 RPM과 교반봉의 형상 및 크기에 차이를 두어 실험을 진행하였다. 또한 중력의 방향이 교반 효율에 끼치는 영향을 파악하기 위하여 축소모형을 세웠을 때와 눕혔을 때의 교반 차이를 확인해 보았다. 이는 중력방향의 차이 외의 다른 조건은 모두 동일하게 진행하였다. 본 실험을 통해 챔버모형의 설치 방향, 내부의 교반봉 크기 및 형상, RPM에 따른 교반효과 및 Torque를 파악하였다. 교반효과 및 Torque를 비교 검토한 결과 교반봉의 형상 및 크기는 시료의 교반에 영향을 끼치며, 중력방향은 Torque에 영향을 끼치는 것을 확인하였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제6권1호
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• pp.15-27
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• 1981

극소형(極小形) 동력경운기(動力耕耘機)(3.5PS:KC-450)의 포장작업성능(圃場作業性能)을 조사분석(調査分析)하고 이에 대(對)한 이용범위(利用範圍)를 결정(決定)하고저 1980년(年) 3월(月)부터 1980년(年) 10월(月)까지 안성읍(安城邑) 석정동(石井洞) 시험포장(試驗圃場)에서 8PS(DT-85), 5PS(DT-40) 경운기(耕耘機)와 대비(對比)하여 耕耘(경운), 쇄토(碎土), 배토작업(培土作業)에 대(對)한 포장작업성능(圃場作業性能)을 조사(調査) 분석(分析)한 결과(結果)를 종합(綜合)하면 다음과 같다. 변속단수별(變速段數別) 작업능률(作業能率)과 포장작업(圃場作業) 효율비교(效率比較) 시험(試驗)에서는 1. 작업속도(作業速度)가 0.9m/sec일때 KC-450기(機)의 이경작업능률(犁耕作業能率)은 125분(分)/10a 무료 DT-85기(機)보다 26분(分)/10a 정도(程度)낮았다. 2. 작업속도(作業速度)를 1m/sec로 이경작업(犁耕作業) 할때에 KC-45기(機)의 포장작업성능(圃場作業性能)은 82%로 DT-85기(機)보다 5% 높았다. 3. 동일(同一) 작업속도(作業遠度)의 쇄토작업(碎土作業)에 있어서 작업능률(作業能率)은 DT-40기(機)와 DT-85기(機)가 높았고 포장작업효율(圃場作業效率)은 KC-450기(機)와 DT-40기(機)가 높았다. 4. 동일(同一) 작업속도(作業遠度)의 배사작업(培士作業)에 있어서 공시기(供試機) 모두 작업능률(作業能率)은 별차이(別差異)가 없었고 포장작업효율(圃場作業效率)은 KC-450기(機), DT-40기(機), DT-85기(機)의 순(順)으로 높았다. 구획규모별(區劃規模別) 작업능력(作業能力) 비교(比較) 시험(試驗)에서는 5. 구획(區劃) 면적(面積)이 클수록 작업능률(作業能率)은 공(共)히 향상(向上)되나 구획면적(區劃面積)이 8a이하(以下)에서는 KC-450기(機)가 작업능력면(作業能力面)에서나, 포장효율면에서 보다 유리(有利)하였다. 작업심도별(作業深度別) 작업능률(作業能率)은 비교(比較) 시험(試驗)에서는 6. DT-85로는 심경(深耕)의 능률적(能率的)인 중작업(重作業)에 유리(有利)하였고 KC-450기(機)는 경심(耕深) 12cm의 모든 작업(作業)에서 운전조작(運轉操作)이 용이(容易)하고 포장작업효율(圃場作業效率)이 타기종(他機種)에 비(比)하여 높았다. 7. 이하(以下)의 결과(結果)로 KC-450기(機)는 채소원예(菜蔬園藝), 약초(藥草), 연초(煙草), 비닐하우스등(等)의 소구획(小區劃), 소규모(小規模) 농작업(農作業)에 신기종(新機種)으로 개발(開發)이 요망(要望) 된다고 사료(思料)된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권3호
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• pp.661-667
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• 2016

연약지반에 적용 가능한 앵커의 기술로 개발계획인 헬릭스 형태의 소형 앵커는 기존 앵커보다는 시공 단계가 단순하고 그라우트가 양생될 때까지 기다릴 필요가 없으므로 공기단축 및 연장 롯드 반복사용이 가능하며 비용 절감효과가 있다. 또한 배토가 없으며, 회전식으로 헬리컬 앵커를 삽입하기 때문에 시공성이 좋으며, 앵커의 제거도 설치만큼 쉬우므로 가시설의 제거용 앵커로도 활용 가능하며, 헬리컬 앵커 날개 수에 따라 인발저항이 달라, 효율적인 헬리컬 앵커 설계가 가능할 것으로 판단된다. 연약지반에 헬릭스 앵커를 시험시공하기 위하여 헬리컬 앵커와 토크드라이버를 제작하였으며 헬리컬 앵커를 삽입/인발하여 지지력을 산정하는 연구를 진행하였고 관입토크와 앵커의 인발력의 상관관계를 도출하였다. 대형토조를 활용하여 모형시험을 수행한 결과 지반이 단단할수록 회전관입 토크가 크게 측정되었으며 이에 따른 인발저항도 크게 나왔다. 이 연구에서 수행한 실험범위 내에서는 인발저항과 관입토크는 서로 비례관계에 있음을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1049-1060
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• 2018

토압식(Earth Pressure Balanced, EPB) 쉴드 TBM 굴착에서 첨가제 사용을 통해 막장 안정과 배토효율을 증대시키며, 토사지반에의 적용범위를 확대시킬 수 있다. 첨가제로 배합된 굴착토사는 배합 전과 그 거동을 달리하는데, 일반적으로 워커빌리티를 평가하여 비교할 수 있다. 본 연구에서는 국내 화강풍화토와 첨가제를 배합한 후 슬럼프 시험을 통해 워커빌리티를 평가하고, 적절한 배합비를 도출하고자 하였는바, 매 경우마다 슬럼프 시험을 실시하는 것이 많은 노력을 요하므로 실내 혹은 현장에서 슬럼프 시험보다 간편한 시험법이 필요하다고 판단되어 대체 실험으로서 낙하 콘 시험을 고안하였다. 같은 시료에 대하여 슬럼프 시험에 의한 슬럼프 치와 낙하 콘 시험에서의 콘 관입깊이와의 상관관계를 구한 결과 매우 상관성이 높음을 알 수 있었다. 따라서 국내에 편재해있는 화강풍화토에 대한 쏘일 컨디셔닝의 평가에 핵심인 슬럼프 치 대신 낙하 콘 시험을 이용할 수 있는 관계식을 제안하였다.