• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.35 no.4
• /
• pp.15-26
• /
• 2019

The stability of the gravity quay wall against earthquakes is evaluated on the basis of the allowable displacement of the wall. To estimate the displacement caused by external forces, empirical equations based on the Newmark sliding block method or numerical analysis are widely used. In numerical analysis, it is possible to analyze precisely a complicated site and structure, but difficult to set the appropriate parameters and environments; there are limitations in obtaining reliable results, depending on one's level of expertise. The Newmark method, with only seismic motions, is widely used because it is simpler than numerical simulations when estimating permanent displacement. However, the empirical equations do not have any parameters for the response characteristics and sliding block of the structure, and sliding blocks being assumed as rigid bodies does not consider the nonlinear behavior of the soil and interaction with the structure. Therefore, in order to evaluate the seismic stability of the gravity quay wall, a newly-developed empirical equation is needed to overcome the above-mentioned limitations. In this study, numerical simulations are performed to analyze the response characteristics of the backfill of the structure, and to propose an optimal method of calculating the active area. For this purpose, finite element analyses were performed to analyze the response characteristics, and stress-strain relationships for various seismic motions. As a result, the response characteristics, sliding block, and failure surface of the backfill vary depending on the input seismic motions.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.39 no.8
• /
• pp.17-28
• /
• 2023

Laboratory-scale hydraulic fracturing experiments were conducted on granite specimens at various viscosities and injection rates of the fracturing fluid. A series of cross-sectional computed tomography (CT) images of fractured specimens was obtained via a three-dimensional X-ray CT imaging method. Pixel-level fracture segmentation of the CT images was conducted using a convolutional neural network (CNN)-based Nested U-Net model structure. Compared with traditional image processing methods, the CNN-based model showed a better performance in the extraction of thin and complex fractures. These extracted fractures extracted were reconstructed in three dimensions and morphologically analyzed based on their fracture volume, aperture, tortuosity, and surface roughness. The fracture volume and aperture increased with the increase in viscosity of the fracturing fluid, while the tortuosity and roughness of the fracture surface decreased. The findings also confirmed the anisotropic tortuosity and roughness of the fracture surface. In this study, a CNN-based model was used to perform accurate fracture segmentation, and quantitative analysis of hydraulic stimulated fractures was conducted successfully.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.119.2-119.2
• /
• 2017

무전해 니켈도금은 전기 공급 없이 환원재의 화학반응에 의해 도금이 진행되며, 복잡한 형상의 제품에도 균일한 도금 층을 형성시킬 수 있어 널리 적용되는 기술이다. 특히, 전기 니켈도금 층에 비해 무전해 니켈도금 층의 내식성과 내마모성이 우수하여 산업현장에서 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 해양환경에서 빠른 유속 변화에 의해 발생되는 캐비테이션-침식 방지를 위한 무전해 니켈도금의 적용은 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 회주철의 캐비테이션-침식 방지를 위해 최적의 무전해 니켈도금 조건을 규명하고, 그 캐비테이션 저항성을 평가하고자 하였다. 무전해 니켈코팅을 위한 모재는 gray cast iron (FC250)을 $19.5mm{\times}19.5mm{\times}5mm$의 크기로 제작하였다. 회주철의 인장강도는 $330N/mm^2$이며, 그 성분 조성(wt.%)은 3.23 C, 1.64 Si, 0.84 Mn, 0.016 P, 0.013 S 그리고 나머지는 Fe이다. 시험편은 SiC 페이퍼 grit #1200까지 연마하였으며, 시험편의 표면 거칠기(centre line average, Ra)는 $1.6-2.1{\mu}m$ 범위 내로 제작하였다. 연마된 시험편은 증류수(distilled water) 세척 후 hot air로 건조하였다. 무전해 도금 전 시험편은 탈지를 위해 아세톤 용액(room temperature, RT)에서 3분간 초음파 세척하고, $90^{\circ}C$의 알카리 수용액으로 5분간 세척하였다. 그리고 표면활성화를 위한 산세척(acid pickling)은 5% sulfuric acid 용액에서 30초 동안 실시하였다. 무전해 Ni-P(electroless nickel, EN) 도금 전과 모든 과정마다 증류수로 시험편을 철저하게 세척하였다. EN 도금을 위한 도금욕(the bath)은 기존 문헌 연구를 통해 조성성분, 도금조건 및 변수들(the parameters)의 적절한 범위를 결정하였다. 도금조로 500mL 비커를 사용하였으며, 모든 시험편은 2시간 동안 EN deposition을 실시하였다. 캐비테이션 실험 결과 EN 도금의 표면경도가 증가함에 따라 캐비테이션 저항성도 현저하게 향상되었다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.11 no.6
• /
• pp.143-151
• /
• 2007

This study presents the experimental results of frost durability including resistance to freezing-thawing and surface scaling of concrete. Mixing design was proportioned with the various water-binder ratio between 0.37 and 0.47 and three different binder compositions corresponding to Type I cement without any supplementary cementitious materials(OPC), Type II cement with 50% blast-furnace slag replacement(BFS50), and ternary cement with Type III cement, 15% fly ash, and 35% slag replacement (BFS35%+FA15%). Test results showed that the mixing design with BFS50% and BFS35%+FA15% exhibited higher durability factor than that made with OPC only. Finally, the use of blend cement containing slag can be used effectively in terms of frost durability of the concrete exposed to severe condition under coastal environment like as flying salt, sea water spray, etc.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.110-110
• /
• 2018

여러 니켈합금 중 인코넬 600은 원전 가압경수로(PWR)의 튜브 재료로 널리 사용되는 재료이다. 스테인리스강과 비교하여 우수한 내식성과 기계적 특성으로 인해 화학설비, 발전설비, 그리고 해양설비 등과 같은 여러 산업분야에서도 널리 사용되고 있다. 그러나 가압경수로용 증기 발생기의 튜브 재료와 같은 특수 환경에서 예민화에 따른 입계부식 및 입계응력부식 등의 문제가 흔히 보고되고 있다. 이러한 내구성 문제는 설비 및 장비의 수명, 내구성 그리고 안정성 등의 치명적인 영향을 미친다. 따라서 용접, 열처리, 그리고 가공과정에서 발생하는 Inconel 600의 예민화 및 입계부식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 100시간 이상 장시간 열화된 시편에 대한 예민화 연구는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 장시간 열화된 Inconel 600의 예민화를 평가하기 위해 최대 1,000시간까지 열화를 실시하였으며, 이에 대한 평가방법으로 Double-Loop Electrochemical Potentiokinetic Reactivation(DL-EPR) 시험법을 적용하였다. 본 실험에서 사용된 인코넬 600의 화학성분(wt, %)은 0.01 C, 0.05 Si, 0.14 Mn, 15.3 Cr, 0.5 Cu, 0.015 S, 그리고 나머지는 Ni 이다. 예민화 평가를 위한 등온 열화는 전기열처리로를 이용하여, $550^{\circ}C$와 $650^{\circ}C$에서 최대 1000시간까지 실시하였다. 열화에 따른 미세조직 변화는 scanning electron microscope와 energy dispersive x-ray spectroscopy를 이용하여 실시하였다. DL-EPR 실험은 $25^{\circ}C$의 0.1M $H_2SO_4$ + 0.001M KSCN(potasium thiocyanate) 수용액 하에서 실시하였으며, 분극은 OCP로부터 600 mV(SSE vs.)까지 1.67mV/s 주사속도로 forward scan을 실시 후, 동일한 속도로 OCP까지 reverse scan을 실시하였다. Degree Of Sensitization(DOS)값은 anodic scan peak($I_a$) 값과 reverse scan peak($I_r$) 값의 비로 산출하였다. $$i.e.\;DOS=I_r/I_a{\times}100$$. 그 결과, 온도 변수에 따른 Inconel 600강의 예민화 거동은 서로 상이한 경향을 나타내었다. $550^{\circ}C$의 경우, 열화가 진행됨에 따라 DOS값은 급격하게 증가하는 경향을 나타냈다. 반면, $650^{\circ}C$에서는 일정시간 이후부터 Cr 확산 현상에 의한 탈 예민화 현상이 관찰되었다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
• /
• v.20 no.5
• /
• pp.66-74
• /
• 2016

The objective of this study is the investigation of the influence of carbonation on the penetration of chloride ions in reinforced concrete sections for different mix proportions and environmental conditions. A comprehensive numerical model based on the change of the pore structure and the chemical equilibrium was used for this combined action of carbonation and chloride ingress. The empirical formulae of some parameters in this model are estimated according to numerous experimental data. And, a set of data analysis is carried out to simplify the estimation of model variables to reduce the computational cost. A coupled simulation of the transports of carbon dioxide, chloride ions, heat and moisture is carried out. Then, the parametric analysis is given and the numerical results show that the effect of carbonation of the free chloride ingress is significant and depends on the binder types and concrete mix proportion.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.300-300
• /
• 2014

해양환경 하에서 대형 강구조물의 경우 장기간 부식손상을 방지하기 위해 아크 용사코팅 기술이 오래전부터 유용하게 이용되어 왔다. 아크 용사코팅 기술은 타 용사코팅 기술에 비해 경제성과 생산성이 뛰어나 대형 강구조물에 적용되고 있다. 용사재료로는 Al, Zn 또는 그 합금들이 주로 사용되어 강재에 대해 희생양극 방식효과를 나타낸다. 그러나 아크용사에 의해 적층된 코팅 층은 용사공정 중 불가피하게 수많은 기공과 산화물이 포함되어 내식성 및 내구성에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 합금의 용사코팅 층에 대하여 다양한 후처리를 통해 내식성과 더불어 내구성을 향상시키고자 하였다. 용사코팅은 알루미늄 합금 선재(1.6 ${\varnothing}$)를 사용하여 아크용사를 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 이후 용사코팅 층의 표면에 다양한 후처리재를 적용하였으며, 내구성을 평가하기 위하여 후처리 적용 전후 시험편에 대하여 캐비테이션 실험을 실시하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32-92에 의거하여 주파수 20 kHz의 초음파 진동 장치(ultrasonic vibratory device)를 사용하였다. 그리고 시험편 표면과 발진 혼에 부착된 팁(tip)과의 거리는 1 mm로 일정하게 유지시킨 뒤, 캐비테이션 발생 시간을 변수로 하여 실험을 실시하였다. 손상된 용사코팅 층의 표면은 주사전자현미경과 광학현미경으로 관찰하였으며, 시험편 손상깊이는 3D 현미경으로 비교 분석하였다. 또한 캐비테이션 실험 전후의 무게를 측정하여 무게 감소량을 상호 비교하였다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $0.33183cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 분극실험을 통해 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 부식전위 및 부식전류밀도를 비교 평가하였다. 그 결과, 용사코팅 층에 의하여 강재에 대한 희생양극 방식전위가 확보되었으며, 후처리재가 적용된 용사코팅 층에서 내식성 및 캐비테이션 저항성이 향상되었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.20 no.8
• /
• pp.662-673
• /
• 2019

This paper investigates the most recent status of multi-GNSS, including technical features, types of ranging signals provided, and satellite constellation. Furthermore, a series of multi-GNSS positioning experiments in SPP mode were carried out to assess the achievable accuracy and continuity with an application to various positioning scenarios. A week of GNSS measurements each in 2018 and 2019 was acquired from the national geographical information institute and processed. The results show that a single GNSS-based scenario often encounters positioning blockage in the harsh operational environment, while multi-constellation cases are able to remedy this situation. The accuracy of multi-GNSS with a combination of GPS and Galileo is superior to that of other GNSS compositions due to the larger SISRE (Signal In Space Ranging Errors) of GLONASS and Beidou. Due to the different characteristics of GNSS SISRE, an issue has been raised to optimally integrate satellite measurements to maximize accuracy of multi-GNSS positioning.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.3B
• /
• pp.323-334
• /
• 2008

Present study examined the functionality of the solitary wave (tsunami) control of the two-rowed porous submerged breakwater by numerical experiments, using a numerical wave tank which is based on the Navier-Stokes equation to explain fluid fields and uses a Volume of Fluid (VOF) method to capture the free water surface. Solitary wave was generated by the internal wave source installed within the computational zone in the numerical wave tank and its wave transformations by structure were compared with those in the previous study. Comparisons with the precious numerical results showed a good agreement. Based on these results, several tow-dimensional numerical modeling investigations of the water fields, including wave transformations, reflection, transmission and energy flux, by the one- and two-rowed permeable submerged breakwater under solitary waves were performed. Even if, it is a research of the limited scope, in case of two-rowed permeable submerged breakwater with $h_0/h=0.925$ ($h_0$ is height of submerged breakwater and h is water depth), the wave height damping in range of $l/L_{eff}>0.4$($L_{eff}$ is effective distance of solitary wave) can reach nearly 60% of the incident wave height. In addition, it is found that reflection coefficient increases nearly 47% and transmission coefficient decreases nearly 18% than one-rowed one. The numerical results revealed that the tow-rowed submerged breakwater can control the incident solitary wave economically and more efficiently than the one-rowed one.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
• /
• v.24 no.6
• /
• pp.27-35
• /
• 2008

At low normal stress levels tensile strength of sand varies with either saturation or suction of soil in an up-and-down manner with a peak tensile strength that can occur at any degree of saturation. A theory that accurately predicts tensile strength of wet sand is presented. A closed form expression for tensile strength unifies tensile strength characteristics in all three water retention regimes: pendular, funicular, and capillary. Three parameters are employed in the theory; namely, the Internal friction angle (at low normal stress) ${\phi}_t$, the inverse value of the air-entry pressure ${\alpha}$, and the pore size spectrum parameter n. It is shown that the magnitude of peak tensile strength is dominantly controlled by the ${\alpha}$ parameter. The saturation at which peak tensile strength occurs only depends on the pore size spectrum parameter n.