• 한국음향학회지
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• 제16권6호
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• pp.36-40
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• 1997

결석 치료에 있어서, 체외 충격파 결석 파쇄 장치(Extracorporeal Shock Wave Lithotripter)의 유효성은 잘 알려져 있지만 , 충격파 조사시의 물리적 특성에 관한 기초적인 연구보고는 드문 실정이다. 따라서, 본 연구는 충격파에 의한 파쇄과정에 있어서의 물리적 특성을 조사하기 위하여, 체외 충격파 결석 파쇄 장치에 의한 대상물 파쇄시에 발생하는 음을 분석하는 연구를 행한다. 또한, 본 논문에서는, 결석모델로서 chalk를 선정하여, 단발 충격을 가할 시의 방사음의 특징을 조사하고, 아울러, 임상용 결석 파쇄 장치를 사용한 모의실험에 의해 전술한 실험결과를 확인한다. 그 결과, 고유 진동의 피크 주파수가 충격횟수에 따라 변환되는 것이 확인되어, 실제로 장치를 임상용으로 사용할 때, 파쇄 과정 감시에 충분히 활용 가능하다.

• 터널과지하공간
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• 제23권6호
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• pp.538-546
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• 2013

본 보고에서는 석유산업에서 석유 및 가스의 생산성과 회수율을 극대화시키기 위한 방안의 하나인 수압파쇄기술에 대하여 다루고 있다. 수압파쇄기술은 인위적으로 저류층에 균열을 발생시켜 발생된 균열을 통해 저류층 유체의 유정 내 유입을 용이하게 하는 방법으로, 최근 셰일가스나 오일셰일과 같은 비전통석유가스 개발에서 널리 사용되고 있다. 수압파쇄는 크게 세 가지 단계의 과정을 통해 이루어지며, 효율적인 수압파쇄 설계를 위해 제안된 모델과 수압파쇄 후 결과를 분석, 평가하는 방법에 대해 소개하고 있다. 또한 수압파쇄과정에서 발생하는 다양한 문제점과 이를 해결하는 데 필요한 저류층 암반역학에 대해서도 간략하게 다루고 있다.

• 한국음향학회지
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• 제25권1호
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• pp.43-48
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• 2006

압전식 충격파 쇄석기를 사용하여 대상물을 파쇄하는 과정에서 발생하는 음의 특성을 조사한 결과, 대상물이 파쇄됨에 따라 방사음이 더욱 저주파대로 이동한다는 실험적인 결과가 발표되었고(2), 이 결과를 입증하기 위하여 실제의 대상물이 파쇄되어가는 과정을 모델링하여 제작한 대상물을 사용한 실험에서도 동일한 결과가 관측되었다. 본 논문에서는 이와 같이 실험적으로 밝혀진 연구결과를 이론적으로 확인하고자 한다. 따라서, 유한요소법을 이용한 수치 시뮬레이션을 실험과 유사하게 모델링한 대상물에 실행하였고, 시뮬레이션에서 관측된 결과를 제시하여 실험적으로 관측된 결과가 이론적으로도 유효하다는 것을 입증하였다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권3호
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• pp.180-186
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• 2003

동적 인장강도를 평가하기 위해 수치해석기법을 이용하여 홉킨슨효과를 가정한 동적 인장시험의 암석 파쇄 과정을 해석하였다. 동적 인장 파쇄 과정과 정적 인장 파쇄 과정에 명확한 차이가 있음을 밝혔으며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위는 응력집중현상과 응력재분배에 의해 발생된다는 것을 지적하였다. 그러나 정적파쇄와 동적파쇄 과정에 큰 차이가 있음에도 불구하고 정적 인장강도와 동적 인장강도는 미시적 인장강도의 균질성 계수가 증가함에 따라 미시적 인장강도의 평균치에 근접하였다. 본 연구로부터 암석의 불균질성은 동적 인장강도에 영향을 미치는 요인이며, 동적 인장강도와 정적 인장강도의 상위를 발생시키는 중요한 요인임을 지적하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제14권3호
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• pp.227-233
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• 2011

지열은 외부 연료 공급요건에 영향을 받지 않고 연중 가동할 수 있는 장점을 가지기 때문에 최근 해외에서 주목받고 있는 대체 에너지원이다. 그리고 국내의 온천 및 지열이상대는 화강암 지역의 심부 파쇄대를 통한 지열수의 순환에 의한 것이 대부분으로 알려져 있다. 따라서 국내에서의 지열탐사는 지하유체의 주요 통로인 심부 파쇄대의 분포상황을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 석모도에서 취득한 수직 탄성파탐사(Vertical Seismic Profiling, VSP) 자료의 전처리와 심부 파쇄대의 영상화를 수행하기 위하여 급경사 파쇄대 지역과 퇴적층 구조를 모사한 속도모델로부터 합성탄성파 자료를 생성하고, 이 자료에 일반적인 VSP 자료처리기법과 급경사 파쇄대를 고려한 VSP 자료처리기법을 각각 적용한 결과를 비교 분석하였다. 그 결과 파쇄대에 의한 반사 이벤트의 손실을 없애기 위해서는 단순히 모든 하향파를 제거하는 일반적인 전처리 과정이 아닌 파쇄대를 고려한 전처리 과정이 필요하다는 것을 확인하였다. 또한 파쇄대를 고려한 전처리 과정이 수행된 석모도 거꿀 수직 탄성파탐사(Reversed VSP, RVSP) 현장자료에 3차원 겹쌓기전 위상막 참 반사보정을 적용하여 석모도 탐사현장의 지하구조를 영상화하였다. 참 반사보정 결과 파쇄대로 추정되는 구조가 확인되었으며, 이는 시추공 자료에서 추정되는 균열대의 심도와 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.157-171
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• 2019

액체 이산화탄소 파쇄법은 기존 수압 파쇄법에서 물 사용으로 발생하는 환경 문제를 완화시키기 위한 차세대 해결책으로 제안되어 왔으며, 액체 이산화탄소의 낮은 점성도를 이용하여 암석 공극 내 유체 주입을 수월하게 할 수 있다. 본 연구에서는 액체 이산화탄소의 공극 내 주입이 파쇄 과정 중에 발생하는 파쇄 압력, 음향 방출, 균열 형상에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 초점을 맞추었다. 이를 위해 점성도가 다른 액체 이산화탄소, 물, 오일을 파쇄 유체로 사용하여 주입 속도를 다르게 하며 인공적으로 제작한 다공성 모르타르 시편을 대상으로 실내실험을 수행하였다. 또한 기존 수압 파쇄법의 주 대상 암종인 셰일 시편의 실험에서 액체 이산화탄소 파쇄법에 의한 셰일의 파괴 특징들을 분석하였다. 실험 결과 이산화탄소 주입 시 균열이 더 비틀린 물결 형상을 띄었으며 특히, 셰일 시편에서는 그 균열 부피가 물 주입에 비해 더 발달하였다. 반면, 파쇄 유체와 파쇄 압력의 관계는 두 시편의 실험에서 반대의 경향을 보였다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.91-103
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• 2023

본 연구의 목적은 테르밋 반응으로 결정화된 액체혼합물을 순간적으로 기화시켜, 이에 따라 발생되는 증기압을 이용하여 암석 및 콘크리트를 파쇄시키는 Nonex Rock Cracker(NRC) 암석 파쇄제의 동적 파괴 특성을 분석하고 파괴패턴을 예측할 수 있는 해석기법을 개발하기 위함이다. NRC 암석 파쇄제의 순간적의 증기압 발생 특성을 분석하기 위하여 인공취성재료로 알려진 Polymethyl methacrylate(PMMA) 블록을 대상으로 NRC를 장전하여 파쇄시험을 수행하였다. NRC의 증기압 발생순간을 촬영하기 위하여 초고속 카메라를 활용하였으며, 장약실과 연결된 관측공에 동적압력게이지를 부착하여 장약공 압력-시간이력을 계측하였다. 증기압 암석 파쇄제에 의한 PMMA 블록의 파괴패턴을 모사하기 위하여 2차원 동적 파괴 과정 해석 기법인 2D Dynamic Fracture Process Analysis(2DDFPA)가 활용되었으며, 계측된 장약공 압력-시간이력을 고려한 입사압력함수를 결정하였다. 제안된 해석조건을 활용하여 화강암재료와 고성능 폭약에 의하여 발생될 수 있는 파괴패턴에 대하여 고찰하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.145-151
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• 2017

콘크리트 구조물 또는 암석의 해체 공정에서 소음, 진동, 분진 등의 발생을 초래하는 기존의 발파공법을 대신하여 비폭성 파쇄제의 이용을 고려할 수 있다. 본 연구는 유한한 정사각형 콘크리트 구조물을 대상으로 하여 비폭성 파쇄제의 팽창이 준정적으로 균열을 발생, 진전시키는 과정을 유한요소해석으로 예측하고 기존 문헌에 보고된 실험결과와 비교함으로써 해석결과의 정확성을 검증하였다. 또한 비폭성 파쇄제 및 천공 홀의 배치에 따른 영향을 최소요구팽창압 관점에서 분석하였다. 더 나아가서 비폭성 파쇄제가 채워지지 않은 천공 홀이 비폭성 파쇄 공정에 미치는 영향을 분석하고, 분리 조각의 수를 증가시켜 파쇄도를 향상시키기 위한 비폭성 파쇄제 및 천공 홀의 효과적인 배치에 대하여 고찰하였다.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.353-362
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• 2004

벤치발파에서 암석 파쇄도 예측은 생산계획을 수립하는 데 있어서 가장 중요한 요소 중의 하나이다. Kua-Ram 모델은 지금까지 제안된 암석 파쇄도 예측 모델 중 가장 우수한 것으로 평가받고 있으나, 이 모델의 평가항목을 구성하고 있는 절리조건, 암석강도, 밀도, 사용폭약의 성능과 저항선, 공간격 등의 요소들은 그 값을 선정하는 과정에서 주관적인 요소가 개입되거나 정의가 모호한 요소를 포함하고 있다. 이 연구에서는 Kuz-Ram 모델을 구성하는 여러 평가항목의 값을 선정하는 과정에서 주관적이거나 모호한 요소를 제거하는 방법에 대해 검토하였으며, 예측값을 현장조사 결과와 비교하여 적용성을 검토하였다. Kuz-Ram 모델은 비교적 정확한 예측결과를 보였으나, 현지암반 조건을 충분히 반영하지 못하여 개선이 필요한 것으로 판단되었다.