• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.47-54
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• 2009

국내 대부분을 차지하고 있는 자갈 도상궤도는 지속적인 열차반복하중에 의해 마모, 노반으로 관입, 노반표면의 불균질 등에 의해 도상자갈의 기능을 상실하게 된다. 이러한 현상이 지속적으로 발생하면 설계 당초 주요 기능이었던 배수기능을 충분히 발휘하지 못하기 때문에 강우가 노반에 체류되고 물로 인해 간극수압이 증가하여 전단강도가 저하되어 점진적으로 노반이 연약화된다. 이 논문에서는 원형모형실험을 이용하여 부직포 3종류에 대하여 0일, 3일, 7일 체수조건으로 하여 반복하중을 재하시킴으로써 부직포의 침하특성과 지지력 변화를 관찰하였다. 실험결과 0일 체수조건에서 토목섬유 보강과 무보강에 따라 최종 변위는 약 1% 차이가 있으며, 지반의 포화도가 증가함에 따라 침하량이 커지는 경향이 있었다. 보강재의 중량이 클수록 소성침하량이 작게 평가되었으며, 임계 함수비를 초과한 경우에는 부직포의 인장강도와 중량에 따라 침하량의 차이가 발생하였다. 또한 무보강과 비교해 볼 때 부직포에 의한 토압 저감효과는 있으나, 부직포의 중량에 의한 토압저감 효과는 영향이 미미한 것으로 평가되었다.

• 지질공학
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• 제22권2호
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• pp.173-183
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• 2012

본 연구에서는 응력완화실험을 통한 포화상태에서의 토노(Tono) 화강암의 표면변형에 대한 연구를 수행하였다. 본 실험을 위해서 실험이 진행되는 동안 실시간으로 다초첨 레이져 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope, CLSM)으로 관찰이 가능하고 변위 및 응력에 대한 데이터 취득이 가능한 장치를 고안하였다. 광물내의 변형 및 광물경계부에서의 변형은 유한요소해석 방법을 사용하여 계산하였다. 그 결과 응력완화실험 중에는 광물 내부와 광물 경계부 모두에서 활발한 변형을 보이는 것이 관찰되었으며 이는 가해지는 응력이 높아질수록 더욱 커진다는 사실을 확인하였다. 또한 유한요소 해석의 결과는 광물내의 변화보다는 압축력에 의해서 발생되는 광물경계부에서의 변화가 더욱 크다는 것을 설명한다. 이를 도식화시켜 표현해보면 화강암 내부에서 광물 경계부의 변형이 광물 내부의 변형보다 크게 나타난다는 것을 쉽게 관찰 할 수 있다. 이는 흑운모와 석영의 물리화학적 특성에 기인된다고 사료된다. 즉 석영은 안정된 구체를 보이는 반면에 흑운모는 층상형태로 약한 결합구조를 보이고 있기 때문으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.6-12
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• 2018

본 최근 건축물 외벽공사에 커튼월 공법의 사용이 증가하고 있다. 외벽 커튼월 공법은 공기단축 및 경제적 효용이 크다는 장점으로 인해 건물의 외벽으로도 널리 시공되고 있다. 그러나, 커튼월 공법의 프레임과 유리를 연결해 주는 구조용 실란트에 대한 내후성 및 구조물의 거동에 대한 열화를 대체한 시험은 KS F 4910 규격에는 부재한 실정으로 안정적인 커튼월 공법 도입과 품질향상을 위해서는 필요한 요소이다. 본 연구에서는 외기환경하에서 거동에 대한 탄성복원력시험을 실시하였다. 구조용 실란트를 대상으로 열에 대한 실링재의 열화를 평가하였다. 국내에서는 구조용 실란트의 가변형 변위거동에 대한 연구는 부족한 실정으로 본 연구에서는 외기 환경에 노출된 열화조건을 대체하여 실험실 조건에서 재현한 결과를 확인하고, 설계에 반영하고자 한다. 본 연구 결과에 따르면, 기존의 구조용 실링재는 KS F 4910의 품질기준은 만족하지만, 본 연구에서 실시한 조건에서는 시험체의 파단과 표면의 균열 등이 발생하는 것을 확인하였다. 특히, 내후성 시험에서는 시험체 모두 불용의 상태를 확인하여 향후, 커튼월 공법에 사용되는 구조용 실링재의 장기적인 내구성능 평가가 필요한 것으로 판단된다. 따라서, 기존의 구조용 실링재가 현장에 적용되기 위해서는 별도의 내구성능 평가를 실시가 요구된다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.64-73
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• 2000

본 체결부는 필라멘트 와인딩으로 제작된 연소관, 복합재 쐐기 그리고 알루미늄 내부 링으로 구성된다. 여기서 연소관은 헬리컬 층과 후프 층으로 이루어져 있다. 이러한 복합재 연소관의 성능 향상을 위해 체결부의 설계 변수에 따른 유한 요소 응력 해석이 수행되었다. 이때 접착 층을 난-소성 거동 재질로, 쐐기부와 알루미늄 링간의 접촉 상태는 ABAQUS의 접촉 표면 요소로 모사 되었다. 또한 해석 결과의 정확성을 입증하기 위해 내압에 의한 체결부 밀림 변위와 연소관 몸체의 원주 방향 변형도를 수압 시험과 비교하였다. 쐐기와 알루미늄 링간의 완벽 접착은 쐐기와 연소관간의 접착 층에 높은 전단 변형을 발생시켜 체결부 조기 파괴의 원인이 된다. 쐐기와 알루미늄 링간의 미 접착은 쐐기와 연소관사이의 접착 층 전단 응력을 감소시키는 반면 내부 알루미늄 링의 미끄러짐 거동으로 체결부 복합재의 반경 방향 변형을 증가시켜 파괴를 유발하였다. 그러나 쐐기부와 알루미늄 링간의 미접착 상태에서, 원주 방향 와인딩으로 체결부 지점을 보강한 경우, 알루미늄 링의 미끌어짐이 억제되어 체결부 지점의 복합재 원주 방향 변형값이 감소했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권7호
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• pp.2919-2924
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• 2011

자동서랍함용 완충기는 서랍을 여닫을 때 충격을 흡수하고 속도를 조절하는 역할을 해 준다. 완충기 튜브는 완충기의 구성품을 에워 쌓고 있는 원통 모양의 케이스이며 아세탈 재질로 되어있다. 본 연구는 사출 성형 공정에서 제작된 완충기 튜브의 품질 안정성을 평가하는 데 목적이 있다. 완충기 튜브는 4 캐비티 냉각장치를 갖춘 사출 성형공정에서 제작된다. 본 연구에서는 완충기 튜브의 품질 안정을 판단하기 위해 분석과 시험이 수행되었다. 분석과 시험은 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 품질 분석과 연구된 튜브에 대한 외산품과의 성능 비교 시험이다. 사출 압력은 87.6 MPa로, 전체 휨량은 0.07~1.0 mm로 계산하였다. 연구된 튜브와 외산품을 비교해 볼 때 튜브의 최대 압축-하중은 231 kgf, 구간별 변위-하중은 0.05 kgf, 그리고 또 튜브 내경의 표면거칠기(Ra)는 $0.02\;{\mu}m$ 향상되었다. 결과적으로 사출 성형 공정에서 제작되어지는 연구된 튜브의 품질은 안정되었고 성능이 우수함을 알 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.101-110
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• 2010

본 연구에서는 노후 콘크리트 포장의 효율적 유지보수를 위하여 국내 최초 적용된 연속철근 콘크리트 개념의 얇은 덧씌우기 공법(CRCO : Thin Bonded Continuously Reinforced Concrete Overlay)의 거동 특성을 살펴보았다. 서해안 고속도로의 폐도 구간에 CRCO 공법과 JCO 공법(Jointed Concrete Overlay)을 시험시공 하였으며, CRCO 공법에 삽입된 종방향 철근으로 효과를 검토하였다. 시험시공 후 균열 조사 결과, CRCO 구간의 기존 줄눈부에서부터 반사 균열이 발생하였으나 그 폭은 매우 좁았다. 철근의 구속역할로 인해 CRCO 공법에서 더 많은 균열이 발생하였으며, 그 간격은 CRCP 보다 더 좁았다. 부착강도 측정 결과, 표면 처리로 Cold Milling 후 이물질을 제거하여 초기에 층간 부착 문제가 발생하지 않았다. 기존 JCP의 줄눈부에 수평으로 매설한 계측기 데이터분석 결과, 초기 균열 터짐 시 일정 폭 이상으로 벌어지지 못하게 종방향 철근이 잡아주는 역할을 하였으며, 온도변화에 대한 수평 변위 발생 억제 효과도 있었다. 하지만 층간 부착 문제가 발생할 경우, 철근의 구속 효과는 저감되었다. 수직 계측기의 데이터를 통해서 철근이 없는 JCO 공법에 비해 CRCO 공법은 종방향 철근 위치에서 층간 부착 문제가 발생하지 않았으며, 현장 코어링 작업을 통해 이를 확인하였다. 슬래브 내의 수평 거동을 분석한 결과, 초기에 철근의 구속으로 인해 CRCO 공법에서는 인장 변형률이, 구속이 미미한 JCO 공법은 압축력이 발생하였다. FWD 데이터 분석 결과, CRCO 공법의 처짐량이 JCO 보다 더 적게 발생하였으며, 지지력 평가에서는 전반적으로 덧씌우기 후가 더 크게 나타났으며, 특히 CRCO 공법이 JCO 공법에 비해 지지력에 대한 덧씌우기 두께 효과가 더 컸다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.7-13
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• 2019

본 연구에서는 이종경량재료의 마찰교반용접을 모사할 수 있는 유한요소 해석모델을 개발하고, 이를 통해 기초분석과 실용적 적용 가능성에 대해 고찰하였다. Coupled Eulerian Lagrangian 에 기반한 유한요소모델을 구성하였으며, 해석 모델은 외연적 시간적분을 이용하여 열-온도, 변위-응력 물리계로 이루어진 다중 물리계를 복합적으로 계산하며, 용접툴 표면과 피용접 재료 간 마찰, 극심한 소성변형으로 인한 열에너지 발생, 그리고, 밑면을 통한 열에너지 소산 등 열발생원과 열전달 메카니즘이 모두 고려되었다. Al6061T6와 AZ61 판재의 맞대기용접을 고려하였으며, 주요 용접변수인 용접 속도와 용접툴 회전속도를 변화시킨 세 가지 조건에 대해 해석을 실시하였다. 각 해석은 피용접물의 온도분포, 결함의 분포, 소성변형률 분포가 출력이 가능하였다. 구축한 모델을 이용한 해석 결과 알루미늄보다는 마그네슘부에서 더 높은 온도가 발생하였으며, 회전속도가 커질수록 최대 온도가 증가하기보다는 알루미늄쪽으로 높은 온도가 분산되어 가는 경향을 보였다. 또한, 회전속도가 커질수록 피용접물 재료가 위로 올라오는 플래시 결함의 경향 예측이 가능하였으나, 툴 주변 결함 형성예측은 메시가 세밀하지 못하여 정확한 결과를 산출하기에는 부족하다고 볼 수 있다. 본 모델은 마찰교반용접 중 발생 가능한 여러 물리계의 여러 물리적 현상을 실제에 가깝게 반영하고 있으며, 실험적으로 밝히기 어려운 기초 분석에 응용될 수 있으나, 1달이 넘는 해석소요시간을 감안하면 실용적으로 최적의 용접조건 도출에 응용되기는 어렵다고 판단된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.101-107
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• 2020

노면측정은 노면 관리에서 노면의 평탄화된 정도 및 변위를 정량화하는 필수적인 과정이다. 보다 안전한 노면 관리 및 신속한 유지보수를 위해 이동체에서의 정밀한 노면 측정은 매우 중요하다. 본 논문에서는 이동체에서 측정가능한 정밀 노면측정 시스템을 제안한다. 제안 노면측정 시스템은 고성능의 선레이저 센서를 사용하여 노면 표면의 정밀한 측정을 지원한다. 또한 RTK로 부터 획득한 위치 데이터를 정합하여 종/횡방향 프로파일 측정이 가능하고 속도기반 적응적인 갱신 알고리즘을 통해 실시간적인 모니터링이 가능하다. 제안 시스템을 평가하기 위하여 Gocator 선레이저 센서, MRP 모듈, 및 NVIDIA Xavier 프로세서를 시험용 이동체에 탑재하여 노면에서 시험하였다. 시험 결과 MSE(mean square error) 기준 정확한 프로파일 측정이 가능함을 보인다. 제안 시스템은 도로의 상태 평가뿐 만 아니라 인접 지반의 영향도 평가에 활용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.119-127
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• 2006

고로 수쇄슬래그는 선철의 제철과정에서 생산되는 부산물로서 자연 해성모래와 유사한 입자형상을 가지고 경량이며 큰 전단강도와 투수성을 나타낸다. 특히, 고로 수쇄슬래그는 시간경과와 더불어 경화하는 잠재수경성을 가진다. 따라서 고로 수쇄슬래그가 안벽이나 옹벽의 뒷채움 재료로 사용 되어졌을 때, 경화에 의한 전단강도의 증가로 토압감소가 기대되며, 결과적으로 항만구조물의 건설비용이 감소하게 된다. 본 연구에서는 모형토조를 이용하여 고로 수쇄슬래그와 Toyoura sand에 대해 토압, 벽 마찰력, 가동벽체 표면에서의 토압분포를 측정하는 모형실험을 실시하였다. 실험에서 상대밀도는 25%, 55% 및 70%로 설정하였으며 벽체는 저점을 중심으로 주동 및 수동토압측으로 회전시켰다. 벽체 상부에서의 최대 수평변위는 ${\pm}2mm$로 설정하였다. 모형실험 결과, 고로 수쇄슬래그에서 얻어진 주동토압이 Toyoura sand보다 작음을 알았다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H₂)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO₂ 및 H₂ 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO₂ 및 H₂ 함량은 증가하였다. CO₂와 비교하여, H₂의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO₂ 보다 H₂가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO₂는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H₂는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO₂ 및 H₂를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.