• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.337-348
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• 2005

포천 지역에 분포하는 쥬라기 화강암을 대상으로 미세균열 분포특성이 화강암의 역학적 성질에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 3종의 방향성 시편을 대상으로 일축압축시험이 실시되었으며, 각 시편은R(riftplane), G(grain plane) 및 H(hardway plane) 축에 각각 직각이다. 다양한 탄성 상수 중, 3 방향에 따른 포아송비의 변화가 검토되었다 파괴 강도 비-포아송비의 관계도에서 포아송비의 범위는 H-시편에서 가장 높은 분포양상을 보이며 G-시편, R-시편의 순으로 감소한다. 분포곡선은 $I\simIII$ 단계에서는 거의 선형이며, IV-3 단계에서는 기울기의 급격한 증가를 보인다. 관계도에서 보는바와 같이 파괴강도비 $0.92\sim0.96$에서 변곡점이 형성된다. IV-3단계는 탄성 영역의 밖에 속한다. 4단계의 파괴단계에서의 거동은 응력-체적변형율 곡선에서 분석되었다 암석의 거동을 지배하는 응력증분-체적변형율 방정식에서 특징적인 재료상수인 a, n, Q, m 및 $\varepsilon_v^{mcf}$가 결정되었다. 이들 상수중에서 미세균열의 폐합영역( I 단계)에서 고유의 미세균열의 공극률$(a, 10^{-3})$ 그리고 압축지수(n)는 각각 $a^R(3.82)>a^G(3.38)>a^H(2.32)$ 그리고 $n^R(3.69)>n^G(2.79)>n^H(1.99)4의 순서로 나타난다. 특히 IV 단계의 미세균열의 임계체적변형율($\varepsilon_v^{mcf}$)은 3번 면에 수직인 H-시편에서 가장높게 나타난다. 이러한 결과에서 포아송비 및 재료상수와 같은 역학적 성질은 2 조의 미세균열과 밀접한 관계를 보이고있다. 강도 이방성과 미세균열의 방향성과의 상관성은 암석의 파괴 연구에 주요하게 적용될 수 있다.

• 한국석유지질학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-16
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• 2007

한반도 동남부는 신생대 동안 지구조 환경의 변화에 따라 다중 지각변형을 겪었다. 신생대 동안의 주요 지구조 사건과 이에 따른 한반도 동남부에서 발생한 지각변형의 주요 특징들을 정리하면 다음과 같다. (1) 인도-아시아의 충돌과 태평양판의 이동방향 변화기(약 50${\sim}$43 Ma): 인도판의 충돌에 인해 동아시아 대륙이 동쪽의 태평양판쪽으로 밀려가면서 해구의 퇴각이 발생하였으며, 태평양판의 이동방향이 북북서에서 서북서방향으로 회전되었다. 그 결과 한반도 동남부에는 동서 내지 서북서-동남동방향의 인장력이 발생하였고 이로 인해 남${\sim}$북북동방향의 염기성 암맥군이 관입하였다.(48 Ma 전후). (2) 동해 화장기(약 25${\sim}$16 Ma): 남북 내지 북북서-남남동방향으로 동해가 활발히 확장됨에 따라 한반도 동쪽 해안선을 따라 우수향 전단력이 발생하였다. 이로 인해 한반도 동남부에는 북북서-남남동방향의 우수향 주향이동단층운동이 발생하였으며 단층의 우향 굴곡부 혹은 오버스텝 부분에는 당겨열림형 퇴적분지가 형성되었다. 기하 및 운동학적 특징에 따라 퇴적분지들은 평행사변형과 쐐기형 확장 분지로 나누어진다. 또한 이 시기에는 지괴가 시계방향으로 수평 회전되고 북서향으로 경동되었으며 일부 퇴적분지들은 확장 축이 동에서 서쪽으로 이동되는 전파열개 과정을 겪었다. 또한 약 17Ma경에는 이러한 지각변형을 가장 서쪽에서 규제하는 연일구조선이 우수향 주향이동단층으로 운동하기 시작하였다. (3) 일본 남서부 시계방향 회전기(약 15Ma): 필리핀해판의 북상으로 이즈-보닌 아크와 일본 남서부가 충돌해 일본 남서부의 시계방향 회전운동이 발생하였다. 이로 인해 대한해협에는 북서향 압축력이 가해졌으며 한반도 동남부에서는 응력반전으로 인해 퇴적분지의 확장이 종결되고 지괴의 융기와 국지적인 지괴의 반시계방향 수평회전운동이 발생하였다. (4) 동서방향 압축응력기(약 5Ma 이후): 태평양판의 섭입각도가 얕아지고 아무르판이 동진함으로써 한반도 동남부 특히, 울산단층 동부에 상반서향의 충상단층들이 형성되어 지괴가 융기되었으며, 최근 한반도 지진 발생의 주요 원인이 되고 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제21권4호
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• pp.437-448
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• 2000

강원도 영월 남부 지역의 청림 일대와 충북 가창산 일대에는 중기 석탄기의 갑산층이 북북서 방향으로 길게 분포한다. 이 연구는 갑산층 내의 석회암의 구성 입자와 조직 및 지화학적 특징, 그리고 석회암의 부존 상태를 규제하는 지질구조를 파악하기 위해 수행되었다. 갑산층의 석회암은 대체로 담회색 내지 담갈색을 띠며, 세립질의 치밀한 조직을 갖는다. 석회암의 구성 입자는 해백합, 유공충, 방추충, 개형충, 복족류 등의 파편으로 이루어졌다. 부분적으로 재결정 작용을 받아 세립의 결정질 방해석으로 이루어지기도 한다. 갑산층 석회암의 CaO, MgO, Al$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$ 및 SiO$_2$의 함량을 분석한 결과 CaO 함량의 범위는 49.78 - 60.63%이며, MgO는0.74에서 4.63% 까지 변화한다. Al$_2$O$_3$와 Fe$_2$O$_3$는 각각 0.02${\sim}$0.55%, 0.02${\sim}$0.84% 까지 변화한다. 이들은 CaO의 함량이 비슷한 경우 이들의 값도 매우 비슷한 양상을 보여 준다. SiO$_2$는 대부분이 1.55${\sim}$4.80% 범위 내에서 변화하나 일부 시료에서 6% 이상의 높은 값을 나타낸다. CaO의 함량을 기준으로 할 때 석회암은 크게 49.78${\sim}$56.26%(A군)와 59.36${\sim}$60.38%(B군)의 범위 내에 분포하는 2개의 군으로 구분된다. A군의 석회암은 CaO의 함량 변화에 따라 Al$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$ 및 SiO$_2$는 매우 불규칙하게 변화하며, MgO는 대체로 거의 비슷한 값을 갖는다. B군의 석회암 경우 MgO, Al$_2$O$_3$, Fe$_2$O$_3$ 및 SiO$_2$는 매우 비슷한 값을 나타내는 특징을 보여 준다. 연구 지역의 갑산층 석회석 자원의 부존 상태를 규제하는 지질구조 요소들은 적어도 다섯 번의 변형작용에 의해 형성되었다. 첫 번째 변형작용은 등사습곡구조를 형성시켰으며, 연구 지역 전역에 걸쳐 발달된 층리면과 평행한 엽리는 축면엽리로서 축을 갖는 노두규모의 습곡구조와 그와 관련된 축면엽리, 파랑습곡구조, 파랑엽리, 교차선구조 등의 지질구조 요소를 형성하였다. 세 번째 변형작용 동안에는 압축응력축의 방향이 대체로 동서 방향으로 바뀌었으며, 노두규모의 습곡구조, 파랑습곡구조, 파랑엽리, 교차선구조 등의 지질구조 요소를 형성하였다. 네 번째 변형작용은 세 번째 변형작용과 동일한 응력환경하에서 거의 연속해서 일어난 것으로 여겨지며, 지질도 규모의 향사구조 및 배사구조를 형성하였다. 다섯 번째 변형작용은 네 단계의 변형작용 중에 형성된 지질구조 요소들을 절단하는 취성 단층운동으로 특징된다. 이 중에서 갑산층 석회암의 분포는 첫 번째 변형작용 중에 형성된 등사습곡과 네 번째 변형작용 중에 형성된 지질도 규모의 향사 및 배사구조에 의해 지배되고 있다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.344-357
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• 2020

Streptococcus zooepidemicus 유래의 세포외 고분자물질인 히알루론산(hyaluronic acid) (HA)을 대량 생산하기 위해, 균주 개량, 생산배지 및 배양공정 개발에 관한 연구를 수행하였다. HA 고생산성 변이주를 선별하기 위해 약 99%의 사멸률을 보이는 ethylmethane sulfonate (EMS) 처리조건을 적용해서, 지속적인 random screening 방법으로 고생산성, 고안정성의 변이주들을 선별할 수 있었다. HA를 고농도로 생산하기 위해서는, 이 균주의 생화학 및 배양생리적 특성에 기반한 최적 배지개발이 필수적이라고 판단하여, one-factor-at-a-time (OFAT), full factorial design (FFD), steepest ascent method (SAM) 및 response surface method (RSM) (반응표면분석법)을 순차적으로 적용하여 통계적 배지 최적화 실험을 수행하였다. 최적 배지조성에서 플라스크 배양에 의한 HA 생산성은 5.38 g/l로서, 이전 배지(3.54 g/l)에 비해 약 52% 향상된 생산량을 얻을 수 있었다. 또한 선별된 우량균주와 최적화된 생산배지를 이용하여 5 L 발효조에서 배양공정 최적화 연구를 수행하였다. 이 균주의 생리학적 특성을 고려할 때, HA 생산성을 높이기 위해서는 (배양 중 HA 축적으로 인해 고점도를 띠는) 배양액으로의 충분한 용존산소 공급이 매우 중요한 요인인 것으로 판단되었다. 따라서 용존산소 공급과 밀접하게 관련있는 발효조의 교반시스템(교반 날개 종류, 크기 및 배치 등) 및 교반속도에 대한 최적화 연구를 수행하였다. 그 결과, 교반축 하부에는 Rushton turbine-type, 상부에는 marine-type의 확장된 교반날개(기존 대비 직경 1.3배 확장)가 설치된 경우, 450 rpm에서 강화된 혼합력과 충분한 용존산소 공급으로 인해 HA 생산성이 기존 플라스크 배양 대비 약 1.8배(9.79 vs. 5.38 g/l) 더 높은 것으로 확인되었다. 최종적으로 HA 배양공정의 scale-up 가능성을 확인하기 위해, pilot 규모의 50 L 발효조 배양을 최대 300 rpm의 교반속도에서 수행하였다. 처음으로 시도한 50 L 배양임에도 불구하고, HA 최대 생산성 면에서 볼 때, 5 L 발효조 결과와 거의 동일한 수준(98.5%) (9.11 vs 9.25 g/l)의 생산량을 얻을 수 있었다. 반면 지수기 성장단계인 배양 15시간까지의 50 L 배양의 HA 평균생산속도(r_p)는 0.46 g/l/hr로서 0.62 g/l/hr인 5 L 배양 대비 약 74% 정도에 머무는 것으로 나타났다. 따라서 생산 발효조의 scale-up 시, 생산균주의 전단응력 민감성(shear damage)을 함께 고려하면서, 산소전달계수(k_La)를 기반으로 하는 교반시스템에 대한 체계적인 연구가 진행된다면, HA 생산속도도 증가될 수 있는 긍정적인 결과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 농업과학연구
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• 제13권1호
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• pp.113-122
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• 1986

옥수수 수확(收穫)의 기계화(機械化) 사업(事業)을 촉진(促進)시키기 위(爲)하여, 옥수수립(粒)의 제반압축특성(諸般壓縮特性)을 규명(糾明)하며 모든 기계화(機械化) 작업도정(作業過程)에서 손상율(損傷率)이 최소(最小)로 되는 기계(機械)의 설계자료(設計資料)를 얻고자 함수율(含水率)이 옥수수립(粒)의 압축특성(壓縮特性)에 미치는 영향(影響)을 구명(究明)하기 위(爲)하여 국내재배(國內栽培)한 3품종(品種)의 옥수수를 공시재료(供試材料)로 압축방향(壓縮方向)은 평면(平面), 측면(側面), 직립(直立)의 3 수준(水準), 함수율(含水率)은 약(約) 13, 17, 21, 25%(w.b)의 4수준(水準)으로 하고 재하속도(載荷速度) 1.125mm/min의 준(準) 정하량(靜荷重)에서 Straingage system을 이용(利用), 평판축시험(平板縮試驗)을 실시(實施)하여 옥수수의 강복점(降伏點) 및 파괴점(破壞點)에 대(對)한 압축응력(壓縮應力), 변형(變形), 에너지 및 강성계수(剛性係數)를 측정(測定), 분석(分析)하였으며 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 옥수수의 함수율(含水率)이 약(約)12.5~24.5%(w.b)의 범위(範圍)일 때 평면위치(平面位置)의 강복하중(降伏荷重)은 13.63~26.73kg, 최대압축강도(最大壓縮强度)는 21.55~47.65kg 으로 함수율(含水率)이 약(約) 17% 일 때 최소(最小), 약(約) 21% 일 때 최대(最大)였으며, 측면(側面) 강복하중(降伏重荷)은 13.58~6.70kg 이었고, 측면(側面)의 최대압축강도(最大壓縮强度) 16.42~7.82kg은 직립(直立)의 최대압축강도(最大壓縮强度)인 18.55~9.05kg 보다 약간 작게 나타났다. 2. 함수율(含水率)이 약(約) 12.5~24.5%의 범위(範圍)에서, 강복변형(降伏變形)은 0.43~1.37mm, 파괴변형(破壞變形)은 0.70~2.66mm로 함수율(含水率)에 비례(比例) 변형(變形)하였으며 함수율(含水率)이 높을수록 변형율(變形率)도 증가(增加)하였다. 3. 옥수수의 함수율(含水率)이 약(約) 12.5~24.5%일 때, 탄성(彈性)에너지는 $2.60{\sim}8.57kg{\cdot}mm$, 인성에너지는 $6.41{\sim}34.36.kg{\cdot}mm$로 함수율(含水率)이 증가(增加)할수록 측면(側面)의 인성에너지는 증가(增加)하였고, 직립(直立)의 경우에 감소(減少)하여 22~23%의 함수율(含水率) 구간(區間)에서 측면(側面)과 직립(直立)에 압축(壓縮)에 관(關)한 인성에너지의 값은 동일(同一)하였다. 4. 강성계수(剛性系數)는 함수율(含水率)의 증가(增加)에 따라 감소(減少)하였고, 측면(側面)의 32.07~5.86kg/mm 보다 평면압축(平面壓縮)에서 42.12~18.68kg/mm로 컸으며 수원(水原)19호(號)가 부여계통(扶餘系統)보다 크게 나타났다. 5. 옥수수는 평면(平面)에 관(關)한 압축특성(壓縮特性)이 각종(各種) 기계(機械) 설계(設計)의 자료(資料)로 가장 중요(重要)하며, 함수율(含水率)이 약(約) 12.5~17%(w.b)일 때 최소(最少)의 분쇄(粉碎)에너지가 소요(所要)되며, 약(約) 19~24%(w.b)의 함수율(含水率)에서 옥수수를 조작(操作)할 때 곡립손상(穀粒損傷)을 감소(減少)시킬 수 있을 것으로 사료(思料)된다.