• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.247-253
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• 2007

현장에서 콘크리트 구조물의 균열 깊이를 추정하기 위한 자기 보정 표면파 투과 측정과 측정된 투과 함수의 차단주파수를 이용하는 기존의 방법은 측정 조건에 따른 투과 함수의 변동성이 매우 커서 실제로 적용하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 차단주파수와 같이 특정 주파수를 선정하여 균열 깊이를 추정하는 방법 대신에 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수 자체를 균열 깊이 추정에 이용하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위하여 다양한 균열 깊이에서 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수를 주성분 분석법을 이용하여 차원을 축소한 후, 축소된 투과 함수를 인공신경망의 입력으로 사용하여 이로부터 균열 깊이를 추정하는 방법을 제시하였다. 한편, 제안된 방법의 유효성을 판단하기 위하여 서로 다른 균열 깊이를 가진 5개의 실험체에 대하여 실험적인 연구를 수행하였으며, 실험 결과 제안된 방법이 콘크리트 구조물이 균열 질이 평가에 매우 유효한 방법임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.985-996
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• 2012

면외 기계적하중과 면내 전기적하중을 받는 압전재료에서 비정상적으로 전파하는 전기투과형 균열에 대하여 연구하였다. 비정상적으로 전파하는 균열에 대한 평형방정식을 개발하였고 근접해법으로 투과형균열에 대한 응력장 및 변위장을 얻었다. 압전상수, 유전율 그리고 균열선단속도 및 응력확대계수의 시간 변화율이 비정상적으로 전파하는 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향을 명확히 나타내었다. 이러한 응력장과 변위장을 사용하여 비정상적으로 전파하는 균열선단의 응력장 및 변위장의 특성에 대하여 토론하였다.

• 터널과지하공간
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• 제27권1호
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• pp.26-38
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• 2017

본 연구는 유 가스 저류층의 암석 투과도 분석을 위해 다양한 층리를 가진 암석과 치밀사암(tight sandstone)을 이용하여 실제 현장의 응력조건을 고려한 암석 투과도를 연구하였다. 다양한 층리를 고려하기 위하여 수평/수직 층리(horizontal & vertical bedding) 및 층리가 존재하지 않는(non-bedding) 암석 시료를 사용하였으며, 균열이 존재하는 저류층의 암석 투과도를 연구하고자 인공균열을 생성시킨 치밀사암을 사용하였다. 실제 심도에서 암석이 받는 유효응력(effective stress)을 암석 투과도 실험에 구현하기 위해 삼축 압력셀을 이용하여 심도별 암석투과도 실험을 수행하였다. 암석 시료에 가해지는 유효응력 및 공극압으로 구분하여 응력조건을 고려하였다. 실험은 두 가지 형태의 응력 해방조건을 고려하여 실시하였다. 또한 암석 투과도 개선을 위한 균열 지지제(proppant)를 주입해 응력조건별 균열 암석 투과도 변화 양상을 분석하였다. 실험결과, 층리 암석투과도에서는 층리가 존재하지 않는 암석 시료가 응력에 가장 민감하게 반응하였으며, 균열 암석 투과도에서는 균열 지지제 주입 유무에 따라 암석 투과도 값이 크게 달라지는 것을 확인 할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.164-172
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• 2007

콘크리트 구조물에서 발생하는 균열은 구조물의 심각한 성능 저하와 파괴를 유발할 수 있으며, 따라서 이러한 균열 손상의 조기 탐지 및 평가, 보수는 구조물의 건전성에 있어서 매우 중요한 부분이다. 특히, 균열의 평가를 위한 많은 방법들이 제안되었으며, 그 중에서도 자기 보정 표면파 투과 기법을 이용한 균열 깊이 추정법은 다른 방법에 비하여 균열의 깊이 변화에 가장 민감한 장점이 있는 방법이다. 그러나 자기 보정 표면파 투과 기법은 주파수에 따른 투과 함수의 변동성으로 인하여 정량적인 평가는 아직 어려운 실정이다. 본 연구에서는 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수의 스펙트럼 에너지를 이용하여 균열 깊이를 추정하는 기법을 제안하고자 하며, 이 기법의 유효성을 판단하기 위하여 다양한 균열 깊이를 가진 콘크리트 슬래브를 이용하여 실험적인 연구를 수행하였다. 연구 결과 제안된 방법이 균열 깊이 평가에 유효하게 사용할 수 있으며, 또한 기존의 방법에 비하여 보다 정확한 균열 깊이를 추정하는 방법임을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.573-577
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• 2009

균열에 초음파가 입사될 경우, 반사파와 투과파가 발생한다. 균열에 의해 발생한 반사파와 투과파는 구조물 내부의 균열을 검출하기 위한 유용한 정보로 사용된다. 본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여, 4가지 균열의 경사각도에 대해 균열주위의 모니터링 포인트에서의 동적변위를 계산하였다. 이를 바탕으로 푸리에 변환을 적용시켜 균열 주위에서 위치에 따라 주파수 특성이 변하는 경향을 조사하였다. 모델은 2차원 평면응력 경우를 고려하였고, 유한요소해석 프로그램은 ABAQUS/Explicit을 사용하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권1호
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• pp.41-51
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• 2021

치밀 저류층의 투과도 증진을 위해 개발된 수압파쇄 기술은 셰일가스와 같은 비전통자원과 심부지열 개발에 필수적인 기술 중 하나이다. 파쇄형태가 단순하고 파쇄효율이 좋지 않은 수압파쇄를 개선하기 위해 다양한 파쇄유체를 이용한 실험적 연구가 진행되었다. 물, N2, CO2 가스를 파쇄유체로 사용하여 치밀 암석에 대한 파쇄형태와 효율성을 분석하였다. 파쇄유체로 물을 일정 주입속도로 주입한 경우 순간적으로 압력이 상승하여 파쇄가 발생하였으나, 파쇄유체로 가스를 주입한 경우 서서히 압력이 증가되면서 물보다 낮은 파쇄압력을 보였다. 3D 단층촬영 기법을 이용하여 물과 가스 주입으로 생성된 균열을 관찰한 결과는 기존 공극부피 대비 파쇄 자극부피가 각각 5.71%(물), 12.72%(N2), 43.82%(CO2) 증가되었다. 또한 파쇄유체의 파쇄 효율성을 검정하기 위한 파쇄 전후 투과도 변화 실험에서는 가스 파쇄에 의해 증가되는 투과도 증가 값이 물을 이용한 파쇄보다 훨씬 높게 측정되었다. 파쇄 이후 인공균열의 생성과 주변응력에 의해 다시 균열이 닫히는 현상을 고려하여 생성된 인공균열에 구속압을 단계별로 증가시켜 투과도 변화를 측정하였다. 구속압이 2MPa에서 10MPa로 증가시켰을 경우 초기 투과도 대비 각각 89%(N2), 50%(CO2) 감소하였다. 본 연구는 가스파쇄기술이 수압파쇄보다 투과도 증진 효과가 크고 이후 주변 응력에 의한 투과도 감소가 적은 것으로 나타났다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권4호
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• pp.496-502
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• 2017

본 연구의 목적은 콘크리트 구조물에 존재하는 균열의 깊이 및 보수 성능 평가에 표면탄성파 기반 비파괴 성능 평가 기술의 적용 가능성 및 유효성을 검토하는데 있다. 이를 위해, 콘크리트 배합비의 영향을 최소화하기 위하여 동일한 배합비와 서로 다른 균열 깊이(0, 15, 30, 45mm)를 가지는 사각형 모양의 표면탄성파 투과 시험용 실험체를 준비하였다. 투과계수와 스펙트럼에너지투과비는 표면탄성파 파라미터로써 본 연구에 균열 깊이 변화 및 보수 성능 평가에 활용하였다. 이 때, 균열 보수 성능평가를 위하여 실험체 균열면에 에폭시 주입 전/후로 각 5회씩 반복하여 표면탄성파 실험의 신뢰성을 높여주었다. 균열 깊이 증가에 따라 스펙트럼에너지투과비의 감소를 명확하게 확인하였다. 균열면이 완전하게 보수된 콘크리트 실험체에서 측정한 스펙트럼에너지투과비는 무균열 실험체에서 측정한 값에 대비하여 95% 수준으로 계측되어, 표면탄성파 기반 비파괴 시험 기법이 균열 보수 성능 평가 기술로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.164-176
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• 2008

기존 사회기반 시설의 안전성 평가를 위해서는, 콘크리트 부재에 존재하는 균열에 대해 정량적인 평가가 필요하다. 이 논문에서는 균열의 깊이를 측정할 수 있는 비파괴검사 중 표면파 투과기법에 대해 고찰하였다. 특히, 콘크리트 부재 내부에 위치하는 철근이 표면파에 미치는 영향을 분석하여, 표면파 투과기법을 통한 균열깊이 추정 시 철근에 의해 발생하는 오차가 크지 않음을 확인하였다. 또한, 콘크리트 부재의 형상에 따라 발생하는 여러 반사파의 영향을 최소화하기 위해 치적의 윈도우 크기를 제안하여 그 타당성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권6호
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• pp.701-708
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• 2010

면외평면전단하중과 면내전기하중을 받는 직교이방성 압전재료에서 전기투과형 전파균열장을 해석하였다. 압전재료에서 전파하는 균열의 운동방정식이 유도되었으며 근접해법을 통하여 응력장과 변위장의 해를 얻었다. 압전상수 및 유전율 등이 균열선단의 응력장과 변위장에 미치는 영향을 명확히 나타내었다. 본 연구에서 유도된 응력장과 변위장을 사용하여 압전재료에서 전파하는 균열선단부근의 응력과 변위의 특성에 대하여 논의하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.221-226
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• 2000

단일 균열시스템에서 간극 크기에 따른 상대투과도의 변화 특성을 측정하기 위해 본 연구에서는Hele-Shaw평판 형태의 유리 평판을 제작하여 실험을 수행하였다. 평판의 재질은 유동 양상 관찰을 위해 유리를 사용하였고, 간극 크기는 실제 현장에서 관측되는 30에서 $120\mum$ 사이의 범위에서 7가지 경우를 설정하여 정상유동법에 의한 실험을 수행하였다. 또한 실험 측정결과에 대한 보다 정확한 포화도 계산 및 분석의 편의를 위해 디지털 영상 편집법 (digital image process technique)을 이용한 해석모델을 개발ㆍ이용하였으며, 균열에서의 2상 유체유동 양상에 직접적인 영향을 미치는 간극크기와 매질의 표면 특성을 나타내는 임계포화도를 이용하여 단일 균열에 대한상대투과도 실험관계식을 도출하였다.