• The Journal of Engineering Geology
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• v.25 no.2
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• pp.237-250
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• 2015

Underground structures such as a tunnel have been considered as safer than structures on the ground during earthquake. However, severe damages of underground structures occurred at subway tunnel during 1995 Kobe Earthquake and such damages are gradually increased. In this study, a dynamic behavior of a cut and cover tunnel surrounded by weathered soils is investigated using Mohr-Coulomb Model. Parametric study was carried out for boundary conditions, tensile strength, and earthquake magnitudes. The results of numerical analyses in terms of ground deformations and stresses acting on the lining were quite dependent on the side boundary condition (free or fix conditions) and tensile strength of surrounding soils. The ground was deformed upward at the end of earthquake when the side boundary condition was fixed, whereas residual deformations were not predicted when it was free. When the tensile strength of a soil was set to the same as its cohesion, residual deformation was less than 1cm, regardless of side boundary conditions or input accelerations. In addition to that, stress conditions at the maximum deformation and end of earthquake were within an allowable range and considered as safe. Proper boundary conditions and material properties such as tensile strength are quite important because they may significantly impact on the results of dynamic analyses.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.114-114
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• 2009

최근 국내외에서 자동차 연비와 성능 향상을 위하여 고부가가치 자동변속기의 개발이 적극적으로 추진되고 있다. 특히, 유럽(ZF)과 일본(JATCO, AISIN)을 비롯한 변속기 부품의 기술선진국에서는 전자빔 용접을 적용한 고부가가치 자동변속기 제품이 개발되어 다양한 고급차 모델에 적용되고 있으며 2010년까지 8속 자동변속기를 출시할 예정으로 개발을 추진하고 있다. 이러한 자동변속기를 개발하기 위하여 부품의 성형 및 가공정밀도 관리가 중요하며, 최종 조립되는 부품의 전처리(연질화처리, 탈지, 이물질 제거등)와 용접시 용접변형을 최소화하기 위한 공정조건의 엄격한 관리가 요구되고 있다. 변속기 부품으로 사용되는 소재는 성형성 확보를 위한 연질재(SPCC)와 강도를 확보하기 위한 고강도강(SAPH400, SPFH590)으로 서로 다른 두께의 재질이 조립되어 최종단계에서 용접공정에 의해 제작되고 있다. 특히, 연질재는 복잡한 형상으로 성형한 다음, 가공을 거쳐 경화를 위한 연질화처리가 요구되기 때문에 건전한 용접을 하기 위해서는 용접면에 접한 연질화 처리부는 연질화 처리재가 잔존하지 않도록 완전한 제거할 필요가 있다. 만약 전처리 공정에서 충분한 세척과 가공품의 정도관리가 확보되지 않으면 전자빔 용접시 고온에서 이물질 증발과 잔류, 스패터 발생등에 의한 용접부 결함발생이나 용접변형으로 인하여 제품불량이 발생하게 된다. 따라서 본 연구에서는 최종 조립공정인 용접작업시 발생되는 결함을 방지하고 이 두께 및 이종소재의 전자빔 용접비드 형상(비드 폭, 용입깊이)을 최적화 함으로서 용접부 변형을 최소화하고 충분한 강도를 확보하고자 전자빔 용접전류와 속도에 따른 비드형상을 비교검토 하고자 하였다. 그리고 실차적용시 신뢰성을 확보하기 위하여 전자빔 용접한 자동차 변속기 부품의 비틀림 시험을 실시하였으며 전자빔 용접 전, 후의 변형량을 측정하여 변속기 부품으로서의 적용성을 검증하고자 하였다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.9 no.2
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• pp.20-29
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• 1995

When structures are constructed by welding, structural elements are always accompained by welding residual stress and deformation. Therefore, when the rigidity and strength of the welded structures is considered, it is very important to have sufficient information about the effect of initial deflection and welding residual stress on them. In this paper, the square plates with welding residual stress under compression are dealt with; First, heat conduction and thermal elastic-plastic problems are analyzed by finite element method using 4-node isoparametric elements for assessment on the ultimate strength of welding joint. Later, the ultimate strength of welding joint is assessed by examining the effect of changed type of loading. The specimens are 500{\times}$500mm(a/b=1) and 750{\times}$500mm(a/b=1.5) rectangular plates of whichthicknesses is 9.0mm and simply supported plates getting axiul load in each direction.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.3 s.36
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• pp.423-435
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• 1998

In this paper fatigue strength reduction of butt weld with penetration defect, which can be seen frequently in the steel bridge, was assessed quantitatively. S-N curves were derived and investigated through the constant amplitude fatigue test of fully or partially penetrated welded specimen made of SWS490 steel. The fracture mechanical method was applied in order to calculate the remaining fatigue life of the partially penetrated butt welds. The fatigue limit of the fully penetrated butt welds was higher than that of category A in AASHTO's fatigue design curves, and the slope of S-N curves with 5.57 was stiffer than that of other result for welded part generally accepted as 3. The fatigue strength of the partially Penetrated butt weld was strongly influenced by the size of lack of penetration, D. It decreased drastically with increasing D from 3.9 to 14.7mm. Fracture behaviour of the partially penetrated butt weld is able to be explained obviously from the beach mark test that a semi-elliptical surface crack with small a/c ratio initiates at a internal weld root and propagates through the weld metal. To estimate the fatigue life of the partially penetrated butt weld with fracture mechanics, stress intensity factors K of 3-dimensional semi-elliptical crack were calculated by appling finite elements method and fracture mechanics parameters such as C and m were derived through the fatigue test of CT-specimen. As a result, the fatigue lives obtained by using the fracture mechanical method agreed well with the experimental results. The results were applied to Sung-Su bridge collapsed due to penetration defects in butt weld of vertical member.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.48 no.3
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• pp.246-253
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• 2011

This paper presents estimation of deterministic damage extents and locations due to collision and grounding which are defined by ABS guideline and DNV ship rules. It is noted that the overall extents of damages from DNV are larger than those from ABS. Nonlinear FEAs are carried out to predict residual longitudinal strength of hull girder with asymmetric severe damages. The accuracy of the applied FEA procedure is proved by comparing FEA result with test result of a 1/3-scaled frigate. The investigated vessels are a VLCC and a large-sized bulker for which evenly distributed heeling angles from $0^{\circ}$(sagging) to $180^{\circ}$(hogging) by $30^{\circ}$ due to damage-induced flooding are taken into account. The reduction ratios of the ultimate residual strength for the damaged cases to those for the intact sagging case are shown. It is proved that the grounding damage case under DNV assumption reveals most critical the residual strength. The design formulas are presented to assure minimum residual ultimate moment after damage.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.422-422
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• 2021

현대사회에서 플라스틱의 요구량은 꾸준히 증가하고 있으며 이에따라 생산량 역시 맞춰 증가하고 있다. 이에 따라 전세계적으로 플라스틱으로 인해 발생하는 폐기물의 양 역시 증가하고 있으며 이로 인해 플라스틱 재질의 폐기물이 많아지고 있다. 이 중 가장 문제가 되는 폐기물이 바로 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 1㎛ ~ 5mm 미만의 플라스틱으로 그 물리 화학적인 특성으로 인해 회수가 어려우며 외부 환경에 잔류시 독성을 유발할 수 있다. 플라스틱의 약한강도와 열악한 내열성 그리고 유기용매에 취약하다는 단점을 보완하기 위해 첨가하는 화학물질로 인해 내분비계교란물질을 발생시켜 생명체의 내분비계를 교란시켜 최종적으로 성기능장애를 유발한다. 또한 미세플라스틱의 표면은 유기염류성 살충제와 같은 잔류성오염물질(POPs persistent organic pollutants)사이의 흡착성이 크기 때문에 미세플라스틱은 POPs 농도를 주변보다 최대 백만배 높게 만들 수 있다. 미세플라스틱의 분석은 표준화된 방식이 없어서 제각각이지만 대체로 미세플라스틱 표면에 응집된 유기물을 처리하는 전처리, 미세플라스틱의 농도를 분석하는 정량분석, 그리고 미세플라스틱의 성분을 분석하는 정성분석의 과정을 거쳐서 진행된다. 이러한 미세플라스틱의 분석법을 기반으로 하수처리장에 유입되는 하수의 미세플라스틱 분석방법을 제안하면 다음과 같다. 우선 유입수로부터 미세플라스틱을 따로 분리하기 위해 체거름을 진행했다. 이후 유입하수의 성상에 맞는 적정 전처리 방법을 알아내기 위해 유기물을 제거하기 위한 산화방식으롷서 과산화수소수, 80℃의 과산화수소수, 그리고 펜톤산화의 서로 다른 3가지 방식을 사용했다. 이후 이어지는 정량분석과 정성분석결과를 비교하여 유입하수에 가장 최적인 미세플라스틱 측정방법을 알아보고자 한다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.1
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• pp.1-8
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• 2017

Three small scale hollow circular reinforced concrete columns with aspect ratio 4.5 were tested under cyclic lateral load with constant axial load. Diameter of section is 400 mm, hollow diameter is 200 mm. The selected test variable is transverse steel ratio. Volumetric ratios of spirals of all the columns are 0.302~0.604% in the plastic hinge region. It corresponds to 45.9~91.8% of the minimum requirement of confining steel by Korean Bridge Design Specifications, which represent existing columns not designed by the current seismic design specifications or designed by seismic concept. The longitudinal steel ratio is 2.017%. The axial load ratio is 7%. This paper describes mainly crack behavior, load-displacement hysteresis loop, seismic performance such as equivalent damping ratio, residual displacement and effective stiffness and flexural over-strength of circular reinforced concrete bridge columns with respect to test variable. The regulation of flexural over-strength is adopted by Korea Bridge Design Specifications (Limited state design, 2012). The test results are compared with nominal strength, result of nonlinear moment-curvature analysis and the design specifications such as AASHTO LRFD and Korea Bridge Design Specifications(Limited state design).

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.2
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• pp.31-39
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• 2016

Vertical drain has usually been used to accelerate the consolidation of soft clay deposits with high moisture content. Busan thick clay deposits are subjected to artesian pressure from an aquifer in sand and gravel layers. However, effect of artesian pressure existing in drainage-installed soft ground on consolidation behaviors is not well known. This paper investigates the consolidation behavior of drainage-installed soft ground at the Nakdong river estuary with artesian pressure and without artesian pressure. A series of one-dimensional large size column test was carried out to find out the consolidation characteristics of clay. Test results indicated that total settlement of clay with artesian pressure was higher than that without artesian pressure because effective stress decreased due to upward flow. Dissipation rate of excess pore water pressure delayed and excess pore water pressure did not fully dissipate in clay layer with artesian pressure. Undrained shear strength of clay ground with artesian pressure was lower than that without artesian pressure.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.113-113
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• 2017

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.157-157
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• 2016

최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.