• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.86-94
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• 2009

암석파괴역학과 파괴인성(rock fracture toughness) 이하의 응력확대계수(stress intensity factor)에서 균열이 성장하는 현상을 이용하여 암석 절리면의 비선형 강도특성과, 시간의 경과에 따라 파괴가 진행되는 특성을 고려한 수치해석용 3차원 절리면 요소를 개발하였다. 이 절리면 요소를 사용하여 암석 절리면 전단시험을 수치해석으로 모사한 결과, 전단응력이 증가하고 시간이 경과함에 따라 절리면 사이에 연결된 절리면 내 접점(asperity in joint)에서 암석의 파괴인성보다 응력확대계수가 작음에도 불구하고 균열이 발생하였고 시간이 경과하면서 균열이 성장, 절리면 내 접점이 파괴되었다. 이와 같이 각각의 절리면 내 접점의 파괴에 따라 절리면의 강도는 감소하고, 절리면의 전단응력은 응력경화와 응력연화 후 잔류응력에 도달하는 비선형거동을 보이면서 시간의 경과에 따라 점진적으로 파괴되었다.

• 터널과지하공간
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• 제15권3호
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• pp.228-235
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• 2005

Hoek-Brown의 파괴기준식으로부터 암반의 내부마찰각 및 점착강도를 계산한 후, Mohr-Coulomb의 항복함수를 이용하여 소성 보정이 적용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 하지만 본 연구에서는 이러한 계산 과정이 연약 암반이나 낮은 봉압 조건의 암반에 대해서는 적합하지 않다는 사실을 보여주고자 한다. 즉, Hoek-Broun 재료 모델로부터 직접 및 간접적 적용에 의해 소성 보정을 수행하는 과정을 제시하였으며, 이를 통해 직접적 적용이 간접적 적용에 비해, 비선형 파괴면을 더욱 효과적으로 모사할 수 있고, 특히 봉압이 낮은 응력 조건에서 효과적임을 보여주고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.189-198
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• 2006

서로 다른 공학적 특성을 가진 재료로 구성된 2상 복합체인 콘크리트의 본질적인 균열 발생 현상과 전파 양상을 관찰하기 위해서는 보다 비균질성이 명확해지는 크기 규모에 대한 관찰이 필요하다. 시멘트성 입상재료인 콘크리트의 경우 이러한 비균질성의 영향은 골재입자의 형상, 비등방성, 체적비, 공극률 그리고 골재-모르타르 간의 계면 특성 등으로 나타나며, 주로 중규모 크기에서 고려될 수 있다. 실제적으로 이러한 모든 영향요소를 전부 위상적으로 고려하기는 어려우므로 이러한 중규모 크기의 수치모델은 상대적으로 큰 혼입재인 골재와 그 골재들을 구속하고 있는 모르타르로 구분되는 2상 복합체로 간주하고 임의의 응력 상태에서 모르타르-모르타르 간 점착파괴와 골재-모르타르 간 부착파괴가 재료의 비균질성에 따라 달라지는 현상을 관찰하였다. 더불어 중규모의 균열과 거시규모의 균열 양상을 비교하는 데 수치 동질화 과정을 이용하여 비교하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.469-485
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• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.

• 한국산림과학회지
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• 제94권4호통권161호
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• pp.281-286
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• 2005

수목은 뿌리에 의한 토양수분의 제거와 기계적인 보강효과를 통해 토괴가 사면 하부로 이동하는 것을 막아 안정하게 하는 역할을 한다. 본 연구는 자연사면상에서 이런 보강효과를 정량화하기 위해, 표준사에 다른 형태로 수목의 뿌리를 내재시켜 직접전단시험을 실시하였으며, 공시뿌리로서는 잣나무가 이용되었다. 실험은 뿌리가 내재된 것과 그렇지 않은 토양에서 실시하였으며, 여러 수준의 수직구속 압력에서 최대 전단저항력을 측정하였다. 뿌리에 의해 증가된 토양전단저항력은 측정된 토양의 내부마찰각과 점착력 등의 토양변수를 이용하여 계산하였으며, 전단상자내의 뿌리배열에 의한 효과도 함께 분석하였다. 실험결과 전단저항력은 뿌리의 개수와 직경이 증가할수록 증가하였으며, 뿌리의 배열 형태가 십자 배열일 때 가장 큰 효과를 나타내었다. 또한 실험을 통해 확인한 전통적인 토양보강 모델과의 비교에서는 기존 모델의 선형성으로 실제 실험 결과와 일치하지 않는 경향을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.361-367
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• 2010

3 차원 캠의 하나인 배럴캠은 자동화 생산 기계에서 인덱스 드라이브 유닛의 부품으로 많이 사용된다. 캠의 회전축과 종동절의 회전축이 90 도의 위상으로 직교한다. 인덱스 드라이브는 일정한 속도로 회전하는 캠의 입력에 대해 회전하고 정지한다. 터렛이 배럴캠의 회전에 의해 작동하는 동안 종이컵이 매우 빠르고 정확하게 성형된다. 그러나, 배럴캠과 종동절사이의 지속적인 미끄럼 접촉에 의해 점착마모가 발생하며 이러한 마모는 시스템의 성능에 영향을 준다. 결과적으로 제품의 불량율을 증가시킨다. 본 연구에서는 종이컵 성형기에 사용되는 배럴캠의 마모에 영향을 주는 인자가 접촉력임을 확인한다. 배럴캠과 롤러 사이의 접촉력은 다물체 동역학 모델을 이용해 계산한다. 그리고 해석 결과와 실제 시스템의 마모부와 비교를 통해 중요 마모 인자가 접촉력임을 검증한다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.65-72
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• 2019

한국은 국토의 64%이상이 산지로 구성되어 있어 산지재해에 취약한 지형적 특성을 가진다. 연구대상지역인 태백산국립공원 당골유역은 탐방로 대부분이 급경사지와 인접해 있어 집중호우 시 산사태와 토석류에 취약한 지역이다. 본 연구에서는 결정론적 분석방법인 사면안정성 모델을 이용하여 사면재해 발생예측 가능성을 검토하였다. 모델의 매개변수는 정밀토양도의 토양분류에 따라 토질의 단위중량, 유효점착력, 흙의 내부마찰각, 유효토심, 지표경사 등을 이용하였고 1 m격자의 DEM을 바탕으로 사면안정성 평가를 실시하였다. 사면안정성평가 분석결과 지하수/ 유효토심과의 비가 1.0에 가까워질수록 위험지역이 높게 나타났으며, 국립공원 하류지역의 민가와 상업시설 상당수가 위험에 노출된 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권5호
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• pp.685-690
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• 2022

연질 접착제에 대한 최근의 연구는 그들의 화학적 또는 기계적 구조가 살아있는 조직과 어떻게 강하게 상호작용하는지를 깊이 이해하고자 했다. 그 목적은 급성 또는 만성 질환 환자의 충족되지 않은 요구를 최적으로 해결하는 것이다. 정전기(수소 결합)와 기계적 상호 작용(모세관 보조 흡입 스트레스)을 모두 포함하는 시너지 접착은 조직에 대한 장기간의 불안정한 결합과 관련된 과제를 극복하는 데 효과적인 것으로 보인다. 본 연구에서는 화학 잔류물이 없는 접착의 정전적이고 기계적으로 시너지 메커니즘을 기반으로 한 로봇 그리퍼 인터페이스용 하이브리드 구조를 보고한다. 메커니즘을 추론하기 위해 하이브리드 구조를 기반으로 한 열역학적 모델을 분석하였다. 모델은 엘라스토머 구조에 내장된 하이드로젤의 열역학적으로 제어된 팽창이 습한 표면과의 지속가능한 접착력 향상과 박리 방향의 화학적 잔류물 없는 탈착력을 향상시킨다는 실험 결과를 뒷받침했다.

• 지질공학
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• 제24권2호
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• pp.247-260
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• 2014

KURT 2단계 구간에 대한 암반역학 모델을 설정하기 위하여 대상지역의 암반을 지질특성과 절리발달정도에 따라 총 6개의 암반 단위체로 구분하였다. 연구지역 암반은 대부분 화강암 그룹인 G1, G2, G3 단위체로 이루어져 있으며, 관입암 그룹인 D1, D3 단위체가 소규모로 분포한다. 또한 단층파쇄대로 이루어진 불량한 암반인 F3 단위체가 KURT 2단계 구간의 입구를 가로지르는 형태로 분포한다. 암반의 상태를 파악하기 위하여 시추조사 자료를 바탕으로 RMR, Q-system, RMi 등 3종류의 암반분류법으로 암반을 분류하였고, 선행 연구들에서 제안된 다양한 경험식과 암반분류 결과를 이용하여 암반의 변형계수, 강도, 점착력, 마찰각 등의 지반정수를 계산하였다. 최종적으로 각 암반 단위체에 대한 대표 암반분류 값과 대표 지반정수 값들을 산정하여 연구지역의 암반역학 모델을 설정하였다. 이 연구에서 설정된 암반역학 모델은 KURT 2단계 구간에 대한 설계와 안정성 예측 연구에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제25권3호
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• pp.357-368
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• 2015

대전지역 중생대 화강암 암반을 대상으로 경험적 해석과 수치해석 모델링을 사용하여 심도에 따른 취성파괴 예측 연구를 수행하였다. 먼저 손상제어시험 등의 실내시험으로 경험적 해석과 수치해석 모델링에 필요한 입력 변수를 측정하였고, 측정결과를 바탕으로 연구지역의 암반을 경암에 속하는 그룹 A와 극경암에 속하는 그룹 B로 구분하여 각 그룹별 대표 물성치를 사용하였다. 취성파괴의 해석에는 해석구간의 심도와 측압계수(k)로 결정되는 원위치응력 값이 필요하나 연구지역의 원위치응력 값은 측정되지 않았다. 그러므로 다양한 원위치응력 상태를 고려하기 위하여 3가지의 측압계수 (k=1,2,3)를 분석에 적용하였다. 경험적 해석과 수치해석 모델링에서 측압계수가 1일 경우, 연구지역의 암반에서는 1000 m의 심도까지도 취성파괴가 발생할 가능성이 매우 낮은 것으로 분석되었다. 그러나 측압계수가 2일 경우에는 심도 800 m 구간에서부터, 측압계수가 3일 경우에는 심도 600 m 구간에서부터 취성파괴가 발생될 가능성이 높을 것으로 판단된다. 이 연구에서는 점착력약화-마찰각강화(CWFS) 모델과 Mohr-Coulomb 모델이 사용되었으며, CWFS 모델은 암반의 취성 파괴영역의 범위와 깊이를 잘 모사하였으나 모아-쿨롱 모델은 이러한 변화를 구현하지 못하였다.