• 대한토목학회논문집
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• 제26권2C호
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• pp.133-142
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• 2006

암석 절리면의 거칠기를 측정하는 수많은 방법이 제시되었지만 측정간격과 측정방법 때문에 항상 원래의 거칠기를 완벽하게 나타낼 수 없다는 한계가 있었다. 이와 같은 이유로, 현재 사용되고 있는 측정방법에서는 사각지대가 발생하며 거칠기를 왜곡시킨다. 이 연구에서는 현재 널리 사용되고 있는 방식의 대안으로써 카메라 방식의 3D 스캐너를 이용한 새로운 거칠기 측정법을 제시하려고 하였다. 먼저 인공 거칠기의 과소평가 문제를 레이저 프로파일러와 같은 기존의 방법에 의해 해석하였다. 또한, 8개의 시편을 2종의 암석 절리면에서 복제하고 3D 스캐너로 측정하였고, 얻어진 8개의 3D 표면 자료와 320개의 2D 프로파일 자료에 대한 거칠기 계수 값을 기존의 측정방법과 새로운 측정방법을 사용하여 분석 하였다. 해석결과 측정간격이 거칠기 왜곡현상의 원인이 될 수 있다는 것을 확인시켜 주었으며 만곡의 기울기는 기존의 방법으로는 고려할 수 없음을 알 수 있었다. 카메라 방식의 3D 스캐너를 측정방법으로 사용하면 기존의 방법에서 보다 거칠기가 10% 정도 더 크게 평가된 값을 얻을 수 있으며, 실제 프로파일의 형태를 좀 더 명확히 파악할 수 있는 것으로 나타났다. 따라서 새로운 방법이 빠르고 정밀하면서도 정확한 거칠기 측정방법이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권4호
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• pp.305-315
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• 2011

암석시료에 대한 음파 속도측정의 정확성을 검증하고 정밀한 측정을 위한 기초적인 실험의 일환으로 아크릴과 스테인리스강 재질의 시료에 대하여 길이와 축하중을 달리하여 각각에 대해 3회씩 측정한 총 864 경우에 대하여, 시험편을 통과한 초동 주시를 측정하고 분석하였다. 축하중이 가해진 상태에서의 S-파 측정은 P-파에 비해 측정에 어려움이 있었으며 이에 따라 반복측정, 길이, 축하중에 의한 편차도 S-파가 훨씬 크게 나타났다. 또한, 재질에 따라서는 스테인레스강 시편보다는 아크릴 시편의 초동주시 편차가 약 2배 정도 양호하게 나타났으며 이는 아크릴 시험편의 경우가 트랜스 듀서와 시험편 간의 접촉 coupling이 안정적이며 또한 동일한 시간 분해능이나 유사한 전기적 잡음에 비하여 초동 주시가 길기 때문으로 판단된다. 실험결과, 아크릴 시험편과 스테인리스강 시험편의 탄성파 속도를 측정할 때는 60 ~ 90 mm 정도의 길이를 갖는 시험편을 20 kg (27.7 $N/cm^2$) ~ 30 kg (41.6 $N/cm^2$) 내외의 축하중 하에서 측정하는 것이 가장 좋으며, 스테인리스강 시험편의 S-파 속도는 길이 50 mm 이하의 시험편을 사용하여 측정해야 한다. 이러한 실험 결과는 암석 코어의 속도 측정시 시스템 지연의 측정 및 보정에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.183-196
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• 2006

카메라 방식의 3D 스캐너로부터 구한 암석 절리면의 거칠기를 만곡과 요철의 거칠기 성분으로 구분하였다. 거칠기의 구분 기준은 이전의 연구에서 도출된 것을 적용하였으며, 구분 방법으로는 디지털 필티링 기법을 사용하였다. 원래의 프로파일과 구분한 프로파일을 사용하여 금속 주형을 제작하였으며, 정밀한 가공을 위하여 WEDM(Wire-cut Electric Discharge Machining)을 사용하였다. 고강도 석고를 사용하여 시편을 복제하였고, 절리면 전단시험을 실시하였다. 낮은 연직응력 범위와 높은 연직응력 범위에서 전단시험을 실시하고, 거칠기의 규모와 연직응력에 따른 발현 특성을 분석하였다. 절리면 전단강도 예측을 위한 새로운 상관식을 제안하였으며, 이 상관식은 거칠기의 발현 특성과 거칠기 계수의 특성을 모두 효과적으로 고려할 수 있었다. 그러므로 거칠기의 구분에 의한 정량화가 절리면 전단강도 예측을 위한 효과적인 방법이 될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제28권3호
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• pp.455-463
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• 2018

본 연구에서는 치핑작업중에 콘크리트에 발생할 수 있는 손상균열을 정량분석하기 위해 X-ray CT 이미지를 이용하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 치핑작업을 수행한 후, 균열이 발생한 콘크리트 블록을 코어링하여 직경 50 mm, 길이 100 mm의 시편을 준비하였다. 그 후 마이크로 포커스 X-ray CT 촬영을 하여 얻은 이미지를 3D 이미지로 재구성(reconstruction)하였다. 이렇게 얻어진 3D CT 이미지에 3DMA (3 Dimensional Medial axis Analysis)법을 적용하여, 손상 평가 파라메타로 시편의 위치에 따라 균열의 성질을 평가하여 손상을 분석하였다. 분석결과 치핑에 의한 손상은 치핑 표면으로부터 3 cm 깊이까지 발생한 것으로 나타났다. 또한 CT이미지 공간분석법에서 사용되는 여러 파라메타 중 공극률 지표(Porosity index), Burn number 그리고 Medial axis 의 파라메타를 이용해 치핑표면 근처의 손상 분석이 가능하다는 것이 확인되었다. 이 방법은 내부구조에 변화가 발생한 암석을 대상으로 한 연구에서도 비파괴 상태로 내부의 균열 평가, 가시화에 적용가능하다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제21권4호
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• pp.220-230
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• 2018

상온 환경에서 PEDB (Portable Electronic Divided Bar) 시스템을 이용하여 암석의 열전도도를 측정할 경우 실내온도 변화에 영향을 받는다. 따라서 온도와 습도를 일정하게 조절할 수 있는 항온항습기 내에서 열전도도를 측정하면 상온 환경에서 측정할 때의 단점을 보완할 수 있다. 이 연구에서는 항온항습 상태에서 열전도도를 측정할 수 있는 시스템을 구축하여, 울릉도의 GH3, GH4 시추공에서 채취된 45개 시편에 대해 항온항습기 내에서 건조 및 수포화 열전도도를 측정하고 그 특성을 살펴보았다. 또한, 16개 시편에 대해 밀도 및 유효공극률을 측정하여 열전도도와의 상관관계를 분석하였다. 열전도도와 유효공극률 및 밀도의 상관성 분석결과, 수포화 시료보다는 건조시료에서 보다 높은 상관성을 보였으며, 특히 "수포화/건조 열전도도비"는 유효공극률과 매우 높은 상관성($R^2=0.90$)을 보였다.

• 한국광물학회지
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• 제27권2호
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• pp.63-72
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• 2014

본 연구에서는 경상남도 창녕군 창녕읍 교리 고분군 일대에서 발견된 5세기~6세기 초반 무렵의 삼국시대 토기를 대상으로 암석학적 연구방법을 적용하여 광물학적 특징과 소성온도 및 환경을 추정하였다. 이를 위하여 광물학적 동정과 미세조직관찰, 화학성분 분석 등의 다양한 기법을 적용하여 암석광물학적 분석을 시행하였다. 편광현미경 하에서 토기 시료들을 관찰한 결과 석영, 장석류가 주구성 광물이었으며, 그 외에도 규장질 화산암(felsic volcanics), 비짐(temper), 저급점토에 주로 함유되는 불투명광물 등이 관찰되었다. XRD와 FTIR을 통해 현미경으로 볼 수 없었던 멀라이트, 적철석, 스피넬 등이 관찰되었다. 조사된 토기시편에서 보이는 흐름선과 색이 다른 기질이 혼재는 두 가지 이상의 점토를 사용하였거나 반죽과정에서 생긴 것으로 보인다. 소성온도가 $1,200-1,300^{\circ}C$로 제작된 토기에서 관찰되는 일반적인 석기의 특징은 보이지 않으나 다소의 기공이 존재하고 석영을 비롯한 특정 광물들의 결정이 남아 있는 것으로 보아 소성온도는 $1,000^{\circ}C$ 정도에서 소성되었을 것이라 추정된다. 고온광물인 멀라이트가 토기의 내부보다는 외곽부나 균열 부근에서 주로 관찰되며 토기 내외부의 산화정도가 다른 것은 균질한 소성환경이 조성되지 않았음을 의미한다. 대부분의 시료에서 규장질 화산암편이 관찰되고 일부 시료에서 크리스토발라이트가 관찰되는데, 크리스토발라이트의 형성온도가 일반적으로 1,470^{\circ}C$ 이상임을 감안하면 소성 시 생성된 것이 아니라 원래의 태토 내에 포함되어 있던 것으로 추정된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.475-488
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• 2017

암반용 TBM 공사에서 디스크 커터의 마모도 예측은 설계 및 시공 단계에서 정확한 공사비와 공사기간을 추정하는데 중요한 요소이다. 디스크 커터 마모도 예측에 널리 사용되고 있는 방법으로는 CSM 모델, 노르웨이 NTNU 모델, Gehring 모델이 있으며, 이들 모델은 각각 세르샤 시험, NTNU 시험 결과로부터 도출된 디스크 커터의 마모지수와 수명 지수를 활용하고 있다. 세르샤 시험은 금속 핀을 이용하여 일방향으로 마모를 발생 시키기 때문에 광물 입자크기나 암석의 이방성에 따라 결과의 편차가 큰 것으로 조사되었다(SINTEF, 2013). 한편, NTNU 시험의 경우에 시료 성형을 위한 사전 작업이 필요하기 때문에 수행 완료까지 2~3일의 기간이 소요된다. 본 연구에서는 금속 디스크의 회전과 이와 직교되는 방향으로 이동하면서 양방향 마모를 발생시켜 마모시험 결과의 편차를 줄이고, NTNU 시험 대비 별도의 시료성형이 필요 없어 소요 시간을 1~2시간으로 단축할 수 있는 새로운 디스크 커터 마모도 예측시험과 이를 이용한 마모지수를 제안하였다. 제안된 마모 지수는 동일 암석을 이용한 세르샤 시험과 NTNU 시험결과와 비교하여 높은 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 또한 국내 외 TBM 현장의 암석 시편을 이용하여 시험결과와 현장의 실제 디스크 커터 마모량을 비교 검증하였으며, 95%의 높은 결정계수를 확인하였다. NAT 시험은 신속하게 시험 수행이 가능하고, 시험 결과로부터 제안된 마모지수가 높은 신뢰수준을 보이는 것으로 판단되어 향후 활용도가 높을 것으로 기대한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권2호
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• pp.9-17
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• 2017

휘트스톤 브리지(Wheatstone bridge)는 변형률 게이지의 극도로 작은 저항 변화를 측정하는 데 널리 사용되는 중요한 전기회로의 하나이다. 변형률 게이지는 변형을 측정하고자 하는 구조물이나 시편에 부착한다. 휘트스톤 브리지는 다양한 공학재료에 대한 정적 혹은 동적 강도를 시험하는 분야에서 많이 사용되고 있다. 일례로, 스플릿 홉킨슨 압력봉(split Hopkinson pressure bar) 시스템에서 브리지 회로는 응력파가 전파되는 입사봉과 전달봉의 동적 변형률을 측정하는 데 필수적으로 사용된다. 본고에서는 암석동역학과 연관된 실험실 실험에서 쉽게 참고할 수 있도록 휘트스톤 브리지 회로의 원리를 상세히 설명하였다. 특히, 쿼터(quater), 하프(half) 및 풀(full) 브리지의 회로배열을 그 기본적인 용도와 함께 자세히 소개하였다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.169-179
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• 2003

암석의 절리면 전단강도의 이방성을 연구하기 위하여 인공절리면을 형성한 시편에 대한 실험을 실시하고 그 결과를 분석하였다. 즉 낮은 수직응력 상태에서 전단 방향에 따른 전단강도, 전단강성 및 마찰각을 구하기 위한 실험을 실시하였다 그 결과 낮은 수직응력하에서 전단 강도 및 강성은 전단 방향에 따라 이방성을 보이며, 특히 수직응력 2.45 MPa미만에서 뚜렷하였다. 그리고 수직응력이 증가할수록 절리면의 이방성 효과는 감소하였다. 따라서 낮은 수직응력 하에서 전단강도 및 강성값을 보다 정확히 구하기 위해서 Barton의 식에 전단방향을 고려한 보정함수 F(a)를 반영하여 새로이 수정식을 제안한다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권1호
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• pp.57-66
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• 2008

발파에서 특정한 방향으로 균열 성장을 제어하는데 장약공 노치가 유효하다는 연구결과가 발표되어오고 있다. 본 연구에서는 장약공의 노치가 파단면 형성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 일반 장약공과 노치 장약공에 의한 파단면의 표면을 비교하였다. 암석시편에 노치를 형성하기 위하여 노치비트시스템이 적용되었다. 파단면의 표면은 디지털 영상 계측법을 적용하여 DEM 모델로 재구성하고, 표면 거칠기 지수를 사용하여 파단면의 거칠기를 평가하였다.