• Tunnel and Underground Space
• /
• v.30 no.6
• /
• pp.559-572
• /
• 2020

This paper performs laboratory experiments for borehole stability considering temperature and true triaxial stress condition, and observes a thermo-mechanical behavior of the rock under stress and temperature conditions of deep underground. China yellow sandstone and Hwangdeung granite specimens were used to perform a true triaxial compression test. Mechanical tests were carried out under nine confining pressure conditions, and thermo-mechanical tests using granite samples were carried out under six confining pressure conditions at 60-100℃. In the mechanical tests, maximum principal stress at borehole breakout was proportional to intermediate principal stress. In the thermo-mechanical tests, it was confirmed that thermal stress is added to the stress field of the borehole with the increase in temperature, resulting in additional breakout progress. To analyze the results of the laboratory experiment, Mogi-Coulomb failure criterion was used. The results of traditional triaxial compression test on cylindrical specimens and borehole breakout under true triaxial compressions matched well with Mogi-Coulomb failure criterion.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.34 no.3
• /
• pp.947-954
• /
• 2014

In general, Fracture of the material is not occurring of the maximum normal stress or the maximum shear stress failure in the state. Maximum normal stress and maximum shear stress in the state of Critical coupling from being destroyed based on the Mohr-Coulomb theory. Couple of different mixtures, including permeable asphalt pavement, SMA and dense-graded asphalt mixture, were used for compression triaxial test at $45^{\circ}C$ and $60^{\circ}C$. Mohr-Coulomb theory to the analysis of compression triaxial test result of the internal friction angle $38.9^{\circ}{\sim}46.9^{\circ}$ measured somewhat irregularly, but in the case of cohesion, depending on whether the temperature and immersion of the specimen appeared differently. In addition, Indirect tensile test and compression triaxial test of the asphalt mixture to determine the correlation between compression triaxial test results assessed as cohesion and internal friction angle calculated using the theoretical Indirect tensile strength and measured indirectly tensile strength were analyzed. The Measured & Predicted IDT St values tended to be proportional.

• Computational Structural Engineering
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.135-146
• /
• 1998

대형 시스템의 건전성 평가를 위한 동적 재하시험에 있어서 변위를 측정하는 것보다 가속도를 측정하는 것이 수월하나 대부분의 공학적 기준은 응력과 비례관계를 지니는 변화를 기준으로 하고 있다. 본 연구에서는 시스템의 재하시험시 측정된 가속도신호를 이용하여 변위응답을 산정하는데 그 목적을 두고 적분을 위한 신호처리시 발생되는 문제점을 정상상태 및 천이영역에 대하여 규명하였다. 기존의 연구에서 고려하지 못하였던 초기조건의 항을 도입함으로써 시간영역의 적분과 주파수영역의 적분결과가 일치함을 해석적으로 입증하였으며 이동하중을 받는 보의 동적거동에 대하여 제시된 타당성을 검증하였다.

• Korean Journal of Agricultural Science
• /
• v.18 no.1
• /
• pp.41-48
• /
• 1991

Rheological properties of gelatinized potato starch were investigated with Brookfield wide-gap viscometer at various conditions. The gelatinized potato starch at 3-7% showed a pseudoplastic behavior with yield stress, and presented thixotropic properties with time-dependent structural decays. The consistency index and yield stress of gelatinized starch were proportional to starch concentration but inversely proportional to measurement temperature, and the flow behavior index did not show constant relationship. The consistency index and yield stress of the gelatinized starch on addition of phosphate decreased as the flow behavior index increased. The values of activation energy at initial and equilibrium were 1.52 kcal/g.mole and 127 kcal/g.mole, respectively.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.31 no.6
• /
• pp.71-82
• /
• 2015

Recently, due to the expansion of urban infrastructure for the citizen convenience, the shield tunnel construction has increased considering the civil complaints minimization and construction stability. Most shield tunnels are designed based on the assumption of the undrained condition that underground water does not inflow, but they are operated in the field as drained tunnels with drainage facility to drain underground water. Therefore, the drained condition needs to be considered in the shield tunnel design. It is also necessary to consider the weathered granite soil that is widely distributed throughout the country and consequently is encountered in most of construction sites. In this paper, the model test which can control total stress and pore water pressure and simulate the underground tunnel located in the weathered granite soil below ground water level is conducted. Total stress, pore water pressure and an inflow water into an inner pipe were measured using the testing device. Test results showed that the total stress in a drained condition was lower than in an undrained condition because pore water pressure decreased in a drained condition and an inflow water into an inner pipe was proportional to the loading stress in a drained condition. As a result, if a drained condition is considered in the shield tunnel design, the more economical design can be expected because of the stress reduction of the lining.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.329-329
• /
• 2010

적층 액츄에이터는 우수한 압전특성 및 그 재료가 가진 고유한 특성 때문에 최근 이동통신 단말기용 햅틱 소자 및 PC 와 그 주변기기로 수요가 폭발적으로 증대되고 있으며, 향후에도 CATV 네트워크와 무선통신기기를 비롯한 디지털 통신분야로 응용분야가 확대되리라 예상된다. 적층 액츄에이터에서 발생되는 에너지는 세라믹 그린시트 두께와 전극 면적에 비례하여 변위 및 응력이 증가하게 되므로 고적층형에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이러한 고적층 액츄에이터의 경우 소성과정에 서 warpage 및 de-lamination 같은 결함이 발생하기 쉬우므로 그린시트의 균일성 및 전극과의 matching성 확보가 중요한 요소이다. 본 연구에서는 슬러리의 분산성과 시트 내 유기물 함량 최적화 실험을 진행하여 적층 액츄에이터용 그린시트를 최적화 한 후 공정 적용성 및 저온소성 전극인 Ag-Pd 전극과의 매칭성을 확보하고자 하였다. 이러한 후막공정 기술 개선을 통해 적층 액츄에이터를 제조하여 압전 특성을 측정하였다.

• The Korean Journal of Rheology
• /
• v.10 no.4
• /
• pp.195-201
• /
• 1998

We have studied the rheological and electrical properties of two types of electrorheological (ER) fluids based on semi-conductive polymers (poly(p-phenylene) and polyaniline). These semi-conductive polymer-based suspensions showed a dramatic increase in viscosity on the application of the static electric field due to the large value of conductivity ratio between particle and medium. The dynamic yield stresses of these ER suspensions exhibited a quadratic dependence on electric field strength at low electric fields and a linear one for high fields. They showed a maximum and then decreased with increasing bulk conductivity of particles. These yield stress behaviors under the static electric field were found to be closely related to the dielectric properties, which is in accord with Maxwell-Wagner interfacial polarization induced by the conductivity effects. In order to achieve better understanding of interfacial polarization effect on ER response and to improve the stability of ER suspension, different kinds of surfactants were employed for controlling the ER activity as well as for enhancing the colloidal stability of suspensions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.697-698
• /
• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.543-552
• /
• 1994

A series of drained plane strain compression tests was performed on dried samples of dense Toyoura sand and Silver Leighton Buzzard sand prepared by air-pluviation method to find out the deformation and strength characteristics on the value of confining pressure ${\sigma}{_3}^{\prime}({\sigma}{_3}^{\prime}=0.05{\sim}4.0kgf/cm^2)$. The axial and lateral strains measured in this apparatus ranged from $10^{-6}$ up to the failure of the specimen. So the stress-strain characteristics would be investigated from very small to very large strain levels. It was found that the change of the angle of internal friction ${\phi}^{\prime}{_{max}}=arcsin\{({\sigma}{_1}^{\prime}-{\sigma}{_3}^{\prime})/({\sigma}{_1}^{\prime}+{\sigma}{_3}^{\prime})\}_{max}$ with the change of ${\sigma}{_3}^{\prime}$ is very small when ${\sigma}{_3}^{\prime}$ is lower than higher. Furthermore, the effect of confining pressure on stiffness of sands was evaluated. It was also found that for the range of shear strain ${\gamma}$ from $10^{-6}$ to those at peak, the Rowe's stress-dilatancy relation seems to be a good approximation for air-dried Toyoura sand and Silver Leighton Buzzard sand, irrespective of the change of ${\sigma}{_3}^{\prime}$.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.796-800
• /
• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.