• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.177-177
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• 2011

환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.540-548
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• 2016

sodium bis-(2-ethylhexyl)sulfosuccinate-water 라멜라 액정의 비뉴톤 유동곡선을 cone-plate 레오메타를 사용하여 여러 농도와 온도 조건에서 얻었다. 이러한 비뉴톤 유동곡선을 비뉴톤 유동식에 적용하여 유동파라메타를 구하였다. 특별히 주목할 점은 액정시료의 전단속도에 대한 전단응력은 증가와 감소에서 틱소트로피와 다일레턴시 현상을 보여 hysteresis loop를 나타내고 있다는 점이다. sodium bis-(2-ethylhexyl)sulfosuccinate-water 라멜라 액정은 작은 전단속도에서는 약한 젤 현상을 보이지만 응력이 한계 응력 이상에서는 비 선형 점탄성 성질을 나타낸다. 전단속도 감소에서 분산계는 전단속도가 증가할 때 측정된 값 보다는 큰 구조변화와 전단응력을 유지하고 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.17-28
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• 2020

본 연구는 효소에 의한 요소 분해를 통해 생성되는 탄산칼슘 침전(EICP)을 지반 내에 유도했을 때의 지반개량 효과를 실내실험으로 분석하였다. 먼저, EICP 용액의 최적 혼합비를 결정하기 위하여 용액 주 재료인 요소, 염화칼슘, 우레아제 농도를 달리했을 때 생성된 탄산칼슘 양을 비교하였다. 다음으로, 산정된 최적 혼합비의 EICP 용액으로 처리된 사질토의 전단 강성도 및 강도를 전단파 속도 측정과 삼축압축시험을 통해 평가하였다. 전단파 속도 측정은 EICP 반응 시간 동안 수행되었으며, 이를 통해 탄산칼슘 침전에 따른 전단 강성도의 발달을 확인할 수 있었다. 삼축압축시험은 압밀배수조건에서 EICP 처리된 시료 그리고 처리되지 않은 시료에 대하여 수행되어, 최종적으로 마찰각 및 점착력을 비교하였다. 마지막으로 X-ray CT 및 SEM 촬영을 통하여 EICP 처리된 시료 내의 탄산칼슘을 시각적으로 조사하였다. 실험 결과, EICP 반응 시작 후 6시간이 지나면 처리된 시료의 전단 강성도는 처리되지 않은 시료에 비하여 19~31배 증가하였다. 또한 EICP 반응에 의해 생성되는 탄산칼슘의 양이 증가할수록 점착력은 증가하는 반면 마찰각은 감소하는 경향을 관찰하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권5호
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• pp.399-406
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• 2016

대형 풍력터빈은 지상 전단 흐름 내에서 회전하면서 주기적인 유입속도의 변동 조건 하에 운용된다. 수직 전단흐름에 의해서 경계층 내의 유입 속도는 최고점에서 속도가 최대가 되고 최저점에서 속도가 최소가 된다. 이러한 공간적인 풍속 분포는 풍력터빈 로터의 허브와 저속회전축에서 6분력 하중에 대한 주기적인 진동을 야기한다. 본 연구에서는 수직 전단 흐름 효과를 무시한 균일 흐름장과 지상 전단 흐름효과를 고려한 두 가지 경우에 대한 공력 하중을 비교분석하였다. 계산 결과로부터 허브에서의 추력과 굽힘모멘트, LSS의 굽힘모멘트가 크게 변동하는 결과를 보여주었다. 따라서 지상 전단흐름 효과를 반영한 공력 해석이 피로 해석을 위해서 반드시 필요함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.27-33
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• 2011

직접전단시험이나 삼축압축시험 시 하중재하속도가 증가할수록 시료의 전단강도는 증가하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 점성토 지반의 거동특성에 영향을 미치는 중요한 두 가지 요인, 즉 전단속도와 실트함유량에 따른 점성토의 응력-변형률 거동특성을 규명하기 위하여 광양지역의 재생성 점성토를 대상으로 완속재하 상태로부터 급속재하 상태까지 재현함과 동시에 실트함유량 변화 시 그 거동 특성이 어떻게 변화되는지에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 동일변형률에서의 전단속도 증가에 따른 축차응력의 변화, 즉 등변형률선의 기울기는 양의 기울기를 가지며 일정변형률 이상에서는 기울기의 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 그리고 기울기 변화가 없는 지점의 값은 흙의 종류에 따라 달라지므로 그 흙이 가지는 고유 특성인 것으로 판단된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.1-8
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• 2009

본 논문에서는 부지응답 해석 시 통제운동 지점의 전단파속도가 부지응답해석에 미치는 영향을 살펴보았다. 내진설계기준 연구(II)(건설교통부, 1997)에서는 '재현주기별 지진가속도의 작용 위치는 "기본적인 지진재해도는 보통암지반을 기준으로 평가한다."라고 정의하고 있다. 그러나 보통암지반(SB)의 전단파속도 범위가 $760m/sec{\sim}1500m/sec$로 폭넓게 분포되어 있어, 부지응답 해석 시 통제운동지점의 선택에 따라 해석의 결과에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 국내의 대표적인 해성퇴적지반층인 인천 및 부산지역의 상세부지조사결과를 바탕으로 1차원 등가선형해석을 수행하였다. 통제운동지점인 기반암 전단파속도에 따른 지층내 가속도의 크기 변화, 그리고 이에 따른 액상화 안전율 변화정도를 살펴보았다. 또한, 해석결과와 외국의 내진설계기준을 바탕으로 국내 내진설계기준의 개선방향에 대하여 살펴보았다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권8호
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• pp.1519-1529
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• 1992

본 연구에서는 단열 전단 밴드의 특성 규명을 위하여 특별히 고안된 계단 형 상 시편(stepped specimen)의 수치해석을 통하여 단열 전단 밴드의 형성과 성장(init- iation and growth of adiabatic shear band)에 관한 체계적 해석을 시도해 보았다. 금번 논문에서는 우선 격자 크기(mesh size)와 충격 속도(impact velocity)가 단열 전 단 밴드의 형성 및 성장에 미치는 영향과 제반 특성을 규명할 계획이며 차후 재료의 기하학적 형상 등이 단열 전단 밴드의 형성 및 성장에 미치는 영향에 대해서도 단계적 연구를 시도할 계획이다. 해석을 위하여 가공경화효과, 변형률 속도 경화효과(stra- in rate hardening effect), 열적연화효과 등을 고려할 수 있는 구성 방정식(constit- utive equation)을 갖춘 엑스플리시트 시간적분 유한요소 코드(explicit time integr- ation finite element code)를 사용하였으며 기존의 연구 결과와는 달리 어떠한 인위 적 결함도 해석에 사용하지 않았다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.27-36
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• 2012

본 연구는 원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반의 모사 기법을 제안하였다. 현장지반 모사를 위해서 현장 지반의 층상 구조 및 전단파 속도 주상도에 대한 자료를 바탕으로 모형시료를 조성하고, 구속압 별 공진주 시험을 수행하였다. 그리고 공진주 시험을 통하여 지반의 특성계수와 구속압 영향계수를 구하고, 모형 지반의 전단파 속도를 예측하였다. 이를 현장의 전단파 속도 주상도와 비교하여 시료 조건을 결정하였다. 그리고 결정된 시료 조건을 바탕으로 원심모형시험 모델을 제작하고, 인-플라이트 상태에서 벤더 엘리먼트 시험을 수행하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다. 그리고 대형지진시험이 수행된 적이 있는 대만 화련의 현장 지반을 대상으로 축소 모델링 기법을 적용하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.17-27
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• 2022

김해평야 퇴적층의 동적 특성을 결정하기 위해 6개의 위치에서 상시미동 수평-수직비(HVSR)법으로 지반 고유진동수(f₀)를 도출하고 High frequency f-k방법과 Modified Spatial Autocorrelation 방법을 적용하여 상시미동 기반 표면파 분석을 수행하였다. 레일리파 분산곡선과 지반 고유진동수를 바탕으로 역해석을 실시하여 전단파 속도 주상도를 도출하였다. 분석 결과에 의하면 김해평야 퇴적층 지역은 1hz 이상의 진동수 대역에서 상당한 규모의 지반운동 증폭이 예상된다. 천부 퇴적층은 대체로 200m/s 내외의 전단파 속도를 보이고 60m~100m 사이의 깊이에서 기반암이 존재할 것으로 추정되며, 다수의 위치에서 천부 퇴적층과 기반암 사이에 V_s=400m/s 가량의 하성 퇴적층이 존재하는 것으로 나타났다. 역해석 결과를 바탕으로 김해평야 퇴적층의 전단파 속도-깊이 모델을 도출하였으며, 본 연구에 따르면 김해평야 퇴적층 지역에서 내진설계일반(KDS 17 10 00)의 S6지반에 해당하는 위치의 면적은 상당할 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권12호
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• pp.15-24
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• 2021

대부분이 산악지역인 국내에서는 터널 및 지하공간개발의 비중이 점점 높아지고 있다. 지하공간개발 시 지반 개량공법을 적용하여 지반을 보강하지만 국내에서는 여전히 사건 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 대표적인 지반 보강공법인 그라우팅 공법은 주입재의 총량과 실제 그라우팅 시공 시 사용한 주입재의 양을 비교하여 효과를 판정하였으며, 혹은 그라우팅 공법을 적용한 지반에 보링 후 시료의 일축압축강도 평가 혹은 현장 투수시험을 통하여 지반 보강여부를 판단하였다. 하지만, 시공 중 혹은 대상 지반 내에 지반 보강이 제대로 이루어졌는지는 판단하기는 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전도성 재료인 탄소섬유와 그라우트 재료인 마이크로시멘트를 혼합하여 그라우팅을 수행한 후 전기비저항 측정을 통해 시공 중이나 시공 후에 품질관리가 가능한 새로운 방법에 대해 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 이에 대한 기초연구로 전도성 재료인 탄소섬유가 혼합된 그라우트 재의 성능을 평가하기 위해 탄소섬유 0%, 3%, 5%, 7%로 혼합된 시멘트 공시체를 제작하였으며, 제작한 공시체에 대하여 3일, 7일, 28일 습도 99%의 조건으로 습윤양생 시킨 후 압축파 속도 및 전단파 속도 측정을 수행하였다. 압축파 속도 및 전단파 속도 측정 결과 탄소섬유의 배합비 및 재령일수 증가에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 재료의 강성인 탄성계수 및 전단탄성계수도 증가하는 것을 확인하였다.