• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.40-47
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• 2021

이 연구는 후크형 강섬유의 체적비 및 형상비에 따른 콘크리트 설계기준강도 30MPa를 갖는 콘크리트의 역학적 특성, 휨 및 압축거동에 미치는 영향에 대하여 분석한다. 실험에서 형상비가 상이한 3종류의 섬유가 사용되었다. 섬유의 형상비는 64, 67, 80이며 섬유의 보강량은 체적비 0.25%, 0.50% 및 0.75%가 선정되었다. 강섬유 보강 콘크리트의 휨거동은 하중-균열폭 곡선, 휨강도 및 휨인성이 평가되었다, 압축거동은 압축응력-변형률 관계 곡선, 압축강도 및 인성 등이 평가되었다. 실험결과로부터 강섬유 보강 콘크리트의 휨강도, 휨인성 및 파괴에너지는 강섬유 혼입량이 증가됨에 따라 향상되는 것으로 나타났다. 그러나 형상 64와 67인 강섬유로 보강된 콘크리트의 역학적 특성은 큰 차이를 보이지 않았다. 이 연구에서 검토된 강섬유 보강 콘크리트의각 배합에 대한 유럽기준(MC2010)에 의한 산정된 휨 잔여강도는 기준에서 인장 철근 또는 보강 매쉬를 대체할 수 있는 한계기준을 모두 충족하는 것으로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제23권2호
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• pp.44-52
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• 2022

에폭시 수지는 높은 유리전이 온도 (T_g; glass transition temperature)와 우수한 물성에도 불구하고 높은 가교밀도로 인해 순간적인 충격에 쉽게 파괴되는 단점을 가지고 있다. 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 폴리프로필렌 글리콜 (PPG; poly(propylene glycol)) 구조 기반의 diamine 물질인 Jeffamine D 2000과 프로필렌 카보네이트 (PC; propylene carbonate)의 개환중합으로 폴리올을 합성하고 이를 이용하여 우레탄 변성 에폭시를 합성하였다. 합성한 우레탄 변성 에폭시의 특성은 FT-IR, ¹H-NMR로 확인하였고 접착제로서 내충격성 향상 정도를 확인하기 위해 시중에서 사용되고 있는 비스페놀계 에폭시인 DGEBA (diglycidyl ether bisphenol A)와 경화제, 경화촉진제와 배합하여 우레탄 변성 에폭시 접착제를 만들고 전단강도, 인장강도, 충격강도 실험을 통해 우레탄 변성 에폭시의 특성을 분석하였다. 그 결과 DGEBA와 우레탄 변성 에폭시의 비율이 8:2 일 때, 접착제 내 수소결합에 의한 최적의 시너지 효과로 향상된 기계적 물성을 달성할 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• 자원환경지질
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• 제44권5호
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• pp.413-431
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• 2011

옥천변성대 남서부에 위치하는 전남 해남군 황산면 모이산 지역에는 백악기 말 유천층군 해남층의 황산 화산쇄설 암을 모암으로 하는 천열수 금-은 광화대가 발달한다. 본 연구는 광화대의 형성과 관련된 지질구조를 파악하기 위해 모이산 지역의 층리배열, 습곡, 단층, 단열계, 석영맥의 특성, 단열계의 상대적인 발달순서 등을 조사하였고, 이를 바탕으로 광화작용이 발생할 당시의 지구조환경을 고찰해 보았다. 층리는 동북동 주향 방향이 우세하며 북북서 내지 남남동 방향의 저각 경사를 보이고 분산된 층리 배열은 경사-이동 단층 이외에 (동)북동 방향의 준수평-직립 개방습곡에 의해 규제되어 있다. 단열계는 적어도 6~7회의 변형단계를 걸쳐 형성되었다. D1 단계; 연장성이 우세한 동서 (D1-1)와 남북(D1-2) 방향의 주 단열조 형성기, D2 단계; 북서 방향의 인장단열 형성기, 동서(우수향)와 남북(좌수향) 방향의 공액 전단단열 운동기, D3 단계; 북동 방향의 인장단열 형성기, 동서(좌수향)와 남북(우수향) 방향의 공액 전단단열 재활동기, D4 단계; 연장성이 미약한 남북 방향의 인장단열 형성기, D5 단계; 북서 방향의 인장단열 재형성기. 동서(우수향)와 남북(좌수향)방향의 공액 전단단열 재활동기, D6 단계; 연장성이 미약한 동서 방향의 인장단열 형성기. 변형단계별 단열조의 출현빈도는 D1-1(19.73 %)> D1-2(16.44 %)> D3=D5(14.79 %)> D2(13.70 %)> D4(12.33 %)> D6(8.22 %) 순으로 우세하게 나타나고 평균개수/1 m는 D6(5.00개)> D5 = D4(4.67개)> D2(4.60개)> D3(4.13개)> D1-1(3.33개)> D1-2(2.83개) 순으로 높게 나타난다. 전체 단열조의 평균 조밀도는 420개로서 모이산 지역의 단열조는 평균 23.8 cm 간격 이상으로 발달한다. 석영맥의 방향성별 출현빈도는 동서 방향(52 %)> 북서 방향(28 %)> 남북 방향(12 %)> 북동 방향(8 %) 순으로 우세하게 나타난다. 전체 석영맥의 평균 조밀도는 4.14개로 나타나고 모이산 지역의 석영맥은 평균 24.2 cm 간격 이상으로 발달한다. 석영맥에 대한 미구조 연구결과, 천열수 금-은 광화작용(약 77.9~73.1 Ma)은 지구조적 응력이 아닌 천열수 파괴 단열작용과 직후의 정적인 지구조환경 하에서 기존에 형성된 연장성이 우세한 D1 단계의 동서 방향과 남북 방향의 단열조를 따라 발생한 것으로 보인다. 모이산 지역의 D1 단열작용은 유천층군과 불국사 화성압류의 화성활동과 변형을 초래하는 후기 백악기 이자나기판의 북향-사교 섭입작용과 관련하여 남북 방향의 압축력과 인정력이 교호하는 불안정한 지구조환경 하에서 발생하였던 것으로 고찰된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.83-92
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• 2017

본 논문은 보강토옹벽의 곡선부 거동을 수치해석으로 분석한 내용을 다루고 있다. 보강토옹벽은 토목섬유의 발전과 함께 발달해왔다. 기존의 콘크리트 옹벽과 달리 성토 높이에 제약을 받지 않고 안정성을 확보할 수 있다는 장점이 있으며, 현재 산업 및 주거단지를 형성하는데 많이 사용되고 있다. 이러한 보강토옹벽의 설계는 현재 다른 형식의 옹벽 설계와 동일하게 내 외적 안정성 검토 및 보강재의 인장력에 대한 검토를 활용하여 이루어지고 있으며, 주로 2차원 수치해석을 바탕으로 이루어지고 있다. 그러나 기존의 연구결과에 따르면, 보강토옹벽의 취약부는 곡선부로 보고되고 있으며, 이는 실내모형시험 및 피해사례에 대한 연구에서 언급된 바 있다. 보강토옹벽의 곡선부 거동을 파악하기 위한 2차원 수치해석은 그 한계점을 분명히 드러내고 있으며, 실내모형시험 및 현장시험 또한 그 거동과 파괴메커니즘을 이해하기에는 그 한계를 갖고 있다. 따라서 본 연구에서는 보강토옹벽의 곡선부의 거동을 이해하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였으며, 수치해석에서의 직선부와 곡선부의 결과를 비교 분석하였다. 뿐만 아니라, 상재하중의 고려 여부 및 성토체의 다짐도를 달리하여 각각의 조건에서의 거동특성을 비교 분석하였다.

• 농업과학연구
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• 제24권2호
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• pp.182-193
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• 1997

본 실험은 세골재로 퍼라이트와 조골재로 인공 경량골 재인 팽창점토와 경석을 사용하여 제조된 인공경량골재 콘크리트의 물리 역학적 특성을 구명하여, 이의 실제 사용여부를 검토하기 위하여 실시되었으며, 실험을 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 47%로 나타났고, 경석을 사용한 경우는 56%로 크게 나타났는데, 이는 사용조골재의 흡수율 차이에서 기인된 결과라 하겠다. 2. 단위중량은 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.622kgf/m^3$, 경석을 사용한 경우는 $1,596kgf/m^3$으로 상당히 경 량성이 있는 것으로 나타났다. 3. 흡수율은 팽창점토와 경석을 사용한 경우 똑같이 17%로 나타나, 강자갈을 사용한 경우의 14%보다 약간 증가하는 경향을 보였다. 4. 압축강도는 모두 $228kgf/cm^2$ 이상으로 비교적 큰 강도발현을 보였으며, 인장강도 및 휨강도도 $27kgf/cm^2$, $58kgf/cm^2$ 이상으로 크게 나타났고, 팽창점토 및 경석 사용에 의한 강도차이는 크게 나타나지 않았다. 5. 슈미트 햄머에 의한 반발도는 압축강도가 클수록 크게 나타났으며, 팽창점토 및 경석의 사용에 의한 반발도 차이는 크게 나타나지 않았다. 6. 정탄성계수는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.12{\times}10^5kgf/cm^2$, 경석을 사용한 경우는 $1.09{\times}10^5kgf/cm^2$으로 사용골재에 의한 차이는 크게 나타나지 않았다. 7. 응력-변형율곡선은 응력의 증가와 함께 변형율이 증가하여 최대응력에서 파괴된 후 감소하는 경향을 보였으며, 최대응력에서의 변형율은 $2.0{\times}10^{-3}$정도로 거의 유사하게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.175-181
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• 2004

본 연구에서는 고속철도 ${\bigcirc}{\bigcirc}$역사 공사구간 중에 굴착구간에 인접하여 하천이 위치하고, 공사구간 좌측에는 항상 만수위 상태의 저수지가 위치하고 있어 지반굴착시 지하 5m 깊이에서 지하수위면이 발생하는 구간에 설치된 부력앵커의 거동특성에 관한 연구이다. 따라서 본 연구는 지하수위면이 발생하는 구간에서 설치된 부력앵커의 현장시험을 통해 시공시 영구적으로 지하수위에 의한 부력을 방지할 수 있는 부력앵커를 이용하여 구조물을 안정적으로 시공하고 지속적인 유지관리를 원활히 하고자 하는데 목적이 있다. 부력앵커 시험은 Bar Type Anchor를 Anchor의 길이와 규격별로 구분하여 인발시험을 실시하였다. 현장시험은 영구 앵커의 길이, Bar의 외경, 천공경을 변화시켜 가며 시험앵커 9본에 대한 시험을 수행하였다. 시험을 통해 앵커의 한계하중, 앵커체 바깥면의 인발저항, 하중 및 부착응력 분포, 앵커의 천공지경의 영향, 정착길이의 영향 및 지표면의 거동에 대하여 알아보았다. 그리고 부력방지용 Bar Type 앵커의 하중전달 및 파괴 메카니즘을 중심으로 앵커의 거동 특성에 대해 알아보았다.

• 한국재료학회지
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• 제7권2호
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• pp.102-106
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• 1997

박막형 접촉연소식을 포함한 마이크로 가스센서에서 membrane은 Si식각시 식각정지용으로서 또 센서 소자를 지지하는 층으로서 응력이 없어야 하며 이는 응력이 membrane파괴의 주 원인으로 작용하기 때문이다. 이에 따라 본 연구에서는 증착조건이 low pressure chemical vapor deposition(LPCVD)법과 sputtering법으로 제작된 $SiN_{x}$과 $SiN_{x}/SiO_{x}/(NON)$막의 응력고 굴절율 변화에 미치는 효과에 대한 실험을 행하였다. LPCVD의 경우 단일막인 $SiN_{x}$의 압축응력 및 굴절율을 나타내었다. Sputtering의 경우 $SiN_{x}$는 공정압력이 1mtorr에서 30torr까지 증가할수록 인가전력밀도가 $2.74W/cm^2$에서 $1.10W/cm^2$으로 감소할수록 응력값은 압축에서 인장으로 전환되었으며 본 실험에서 응력이 가장 낮게 나온 시편의경우 압축응력으로 $1.2{\times}10^{9}dyne/cm^2$가 공정압력 10mtorr, 인가전력밀도 $1.37W/cm^2$에서 얻어졌다. 굴절율은 공정압력이 1motorr에서 30motorr까지 증가할수혹 인가전력밀도가 $2.74W/cm^2$에서 $1.10W/cm^2$으로 감소할수록 감소하여 2.05에서 1.89의 변화를 보였다. LPCVD와 sputtering으로 증착된 막들은 모두 온도가 증가함에 따라 응력이 감소하였으며 온도감소시 소성적인 특성을 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.115-130
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• 2013

철근콘크리트 파일캡의 설계 시 사용되고 있는 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법은 각각 B-영역으로 이루어진 철근콘크리트 구조부재의 거동과 2차원 응력교란영역을 갖는 철근콘크리트 구조부재의 거동에 기초한 것으로, 이를 응력교란영역(D-영역)을 갖고 3차원 거동이 지배적인 철근콘크리트 파일캡의 설계에 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 연구에서는 3축 응력을 받는 콘크리트 스트럿 및 절점영역의 강도특성과 철근이 배치되지 않은 인장영역에서의 콘크리트 타이의 하중저항능력 등을 반영하여 철근콘크리트 파일캡을 합리적으로 설계할 수 있는 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 파괴실험이 수행된 78개 철근콘크리트 파일캡 시험체의 극한강도를 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법, 그리고 이 연구의 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 이용하여 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 스트럿-타이 모델 방법 적용 시의 3차원 거동 및 하중전달 메커니즘을 묘사하기 위한 적절한 구성요소의 필요성과 이 연구에서 제안한 개선 3차원 스트럿-타이 모델의 타당성을 검증하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권1호
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• pp.29-33
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• 2018

미래의 전자 기기는 접고 굽히고 둘둘 마는 등 다양한 변형에도 전기적 안정성을 가지는 기기들로 발전할 것이며, 반복 기계적 변형 하에서 유연 전자 소자의 전기적 신뢰성 확보가 중요한 이슈로 부각되고 있다. 본 연구에서는 반복 롤링 변형이 가능한 장치를 개발하고 이를 이용해, 현재 유연 전자 소자용 투명 전극 소재로 가장 널리 사용 중인 ITO 박막의 반복 롤링 실험 중 전기적 특성 변화를 연구하였다. 전극과 기판의 상대적 위치에 의해 인장 응력과 압축 응력이 가해지므로, Outer rolling 및 Inner rolling의 두 조건에서 실험을 진행하여 응력 상태에 따른 전기적 신뢰성 차이를 연구하였다. 그 결과, inner rolling의 경우 outer rolling에 비해 더 우수한 전기적 안정성을 나타냈으며, 이는 inner bending에 의한 압축 응력 상태의 경우 crack closing 변형에 따라 전기저항이 상대적으로 낮게 증가하는 것으로 해석된다. 또한, 롤링 바퀴 수에 따른 피로 저항성을 실시간 전기저항 측정을 통해 연구하였으며, 그 결과, 롤링 바퀴 수가 증가할수록 피로 파괴 영역이 증가하므로 전기저항이 더욱 크게 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 롤링 조건에서 유연 전극의 신뢰성에 대해 이해하고, 이는 향후 유연 전자소자용 고신뢰성 전극 개발에 활용 될 수 있을 것으로 기대한다.