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점토(粘土)의 Creep 거동(擧動)에 관한 유변학적(流變學的) 연구(研究) (A Rheological Study on Creep Behavior of Clays)

  • 이종규;정인준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제1권1호
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    • pp.53-68
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    • 1981
  • 지속하중하(持續荷重下)의 점토지반(粘土地盤) 또는 사면(斜面)을 형성(形成)하고 있는 점토(粘土)는 시간의존변형(時間依存變形)을 일으키고 어떤 경우 파괴(破壞)에 이르기도 하는데 그 원인(原因)은 점토(粘土)의 Creep 거동(擧動) 때문이라는 보고(報告)가 대부분(大部分)이다. Creep 거동(擧動)은 많은 요소(要素)에 관련될 뿐 아니라 특(特)히 함수비(含水比) 및 응력수준(應力水準)에 큰 영향(影響)을 받기 때문에 매우 복잡(複雜)하며 따라서 그 거동(擧動)을 해석(解析) 하기도 어려운 일인데 Creep이 궁극적(窮極的)으로는 점토(粘土) 입자간(粒子間)의 미시적(微視的)인 거동(擧動)에서 비롯되기 때문이다. 응력(應力)-변형(變形)-시간(時間) 관계(關係)로서의 Creep 거동(擧動)을 수학적(數學的)으로 표현(表現)하기 위하여 여러 형태(形態)의 유변학적(流變學的) 모델이 제안(提案) 되었다. 유변학적(流變學的) 모델은 선형(線形) 스프링, 비선형(非線形) Dashpot 및 Slider를 조합(組合)한 것인데 점토(粘土)의 변형(變形)에 관한 탄성적(彈性的), 소성적(塑性的) 및 점성적(粘性的) 성분(成分)을 구분(區分) 하는데 매우 유용(有用)하다. 그러나 대부분(大部分)의 경우, 유변학적(流變學的)모델은 포화(飽和)된 점토(粘土)에 대(對)하여 주(主)로 2차압밀(次壓密) 거동(擧動)을 밝히기 위하여 제안(提案)된 것으로 비포화점토(非飽和粘土)에 대(對)한 보고(報告)는 매우 드문 것 같다. 한편, Creep 거동(擧動)은 시간의존변형(時間依存變形)이므로 흐트러진 점토(粘土)를 다져서 시험(試驗)하는 경우, 시간경과(時間經過)에 따라 Thixotropy 문제(問題)가 제기(提起)될 것이고 배수조건(排水條件)과 관련하여서는 공시체(供試體)의 높이가 문제(問題)될 수 있다. 그뿐 아니라 많은 연구결과(硏究結果)에 의(依)하면 응력증가초기(應力增加初期)에는 시간지체(時間遲滯)가 없는 초기탄성변형(初期彈性變形)이 발생(發生)된다고 하므로 유변학적(流變學的) 모델에는 이를 나타내는 요소(要素)가 반드시 필요(必要)하게 될 것이다. 본(本) 연구(硏究)는 이러한 면(面)에 초점(焦點)을 두고 함수비(含水比)와 응력수준(應力水準)을 여러 가지로 변화(變化)시켰을 때의 Creep 거동(擧動)을 유변학적(流變學的) 모델로 해석(解析)함에 있어 소성(塑性)이 비교적(比較的) 큰 3종(種)의 점토(粘土)를 사용(使用)하여 초기탄성변형(初期彈性變形) 거동(擧動)을 밝히고 Thixotropy 효과(効果) 및 공시체(供試體)의 높이가 Creep 거동(擧動)에 끼치는 영향(影響)을 구명(究明)하며 아울러 유변학적(流變學的) 모델의 어떤 요소(要素)에 관련 되는가를 알아내기 위하여 다져서 성형(成形)한 공시체(供試體)로서 일축배수형식(一軸排水形式)의 Creep 거동(擧動)을 시행(施行)하였다. 실험결과(實驗結果) 및 검토(檢討)에 의(依)하면 응력재하(應力載荷) 및 증가초기(增加初期)에는 시간지체(時間遲滯)가 없는 탄성적(彈性的) 초기변형(初期變形)이 발생(發生)하고 따라서 유변학적(流變學的) 모델에는 이를 나타내기 위한 상부(上部)스프링을 설치(設置)해야 하며 Thixotropy 효과(効果)를 고려(考慮)한 경우, Creep변형(變形)은 완만(緩慢)하게 되나 함수비(含水比) 및 응력수준(應力水準)에 따른 상태거동(狀態擧動)은 같으므로 그 차이(差異)는 모델 상수(常數)의 크기에만 관련됨을 알아내었고 따라서 동일(同一)한 유변학적(流變學的) 모델로 그 거동(擧動)을 나타낼 수 있다는 사실(事實)을 밝혀 냈다. 또 공시체(供試體) 높이를 작게 한 경우에는 함수비(含水比)가 비교적(比較的) 작아서 점(粘)-소(塑)-탄성(彈性) 및 점(粘)-탄성(彈性)일 때만 높이가 클 때와 같은 상태거동(狀態擧動)을 나타내어 동일(同一)한 유변학적(流變學的) 모델로 나타낼 수 있고 함수비(含水比)가 큰 점일소성(粘一塑性) 및 점성류(粘性流)일 때는 그 상태거동(狀態擧動)이 배수문제(排水問題)와 관련하여 달라지게 되고 따라서 유변학적(流變學的) 모델도 달라지게 된다는 사실(事實)을 발견(發見) 하였다.

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전주지역 중학생의 성별 및 비만판정에 따른 식행동 비교 연구 (A Comparison of Dietary Behaviors According to Gender and Obesity Status of Middle School Students in Jeonju)

  • 성선화;유옥경;손희숙;차연수
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제36권8호
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    • pp.995-1009
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    • 2007
  • 청소년기의 식습관은 현재의 영양섭취와 미래의 건강에 영향을 미치므로 그 중요성이 강조되고 있다. 이에 본 연구는 전주시내 중학생 450 명을 대상으로 학생들의 식행동을 조사하여 성별에 따른 차이 연구와 비만여부에 따른 차이를 연구하였다. 비만판정은 체질량 지수, 신장별 체중, 비만도의 3가지 비만판정 방법 중 2가지를 만족하는 학생을 비만으로 하였으며 설문지를 이용하여 식행동과 식품섭취 실태를 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 조사대상자의 분포는 남학생은 56.7%(255명), 여학생은 43.3%(195명) 이었으며 비만${\cdot}$비비 만별로는 비만은 33.6%(151명), 비비만은 66.4% (299 명 ) 이였다. 또 남학생이 여학생보다 유의적으로 비만율이 높게 나타났다 (p<0.05). 나이는 13세, 14세가 가장 많았으며 부모의 학력은 고졸이 가장 많았고, 아버지 직업은 공무원 및 회사원이, 어머니 직업은 전업주부가 가장 많았다. 학 생들이 자각하는 경제적 수준은 중류층으로 인식하는 경우 가 가장 많았고 자신의 체격에 대해서는 비비만학생의 경우는 66.6% 가 '적당하다'고 인식하고 있었으며 비만학생의 경우는 62.0% 가 '뚱뚱하다'고 인식하고 있었다. 하루 중 세끼 모두 식사하는 경우는 64.2%였으며, 아침 결식은 27.3%, 점심 결식은 1.1%, 저녁 결식은 7.4% 임을 알 수 있었다. 식사 시간의 규칙성은 성별로는 남학생 (58.8%) 이 여학생 (55.9%)에 비해 규칙적이었으며, 비만${\cdot}$비비만별로는 비비만학생 (62.2%)이 비만학생 (48.0%) 에 비해 규칙적인 것으로 나타났다(p<0.05). 식사에 걸리는 시간은 전체 59.4% 가 10${\sim}$20 분이었고, 남학생이 여학생에 비해 식사속도가 빠른 것으로 나타났다 (p<0.05). 식사량은 남학생이 여학생보다 많고 비만학생이 비비만학생보다 식사량이 많은 것으로 나타났다. 가장 좋아하는 맛은 매운맛, 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛 순이었고 비만 학생이 비비만학생에 비해 짠맛과 매운맛을 좋아하는 것으로 나다났다(p<0.05). 싫어하는 음식은 남녀학생 모두 특정 채소(부추, 호박)를 싫어하는 경향이 많았고 여학생이 남학생에 비해 식사할 때 가라는 음식이 많은 것으로 나다났다(p<0.01). 한 달 동안의 외식횟수는 2${\sim}$4회(33.6%) 가 가장 많았고, 비비만학생이 비만학생보다 외식 횟수가 많았으며 가족과 외식할 때 주로 먹는 음식은 한식, 양식, 중국음식 순으로 나다났다. 친구와 외식할 때 주로 먹는 음식은 패스트푸드가 79.6%로 가장 많았다 간식의 횟수는 대부분(86.3%) 하루에 1회 이상이었고 비비만학생이 비만학생보다 간식 횟수가 더 많았으며 (p<0.01), 간식을 먹는 주된 이유 는 배가 고파서였고 간식을 먹는 시간은 방과 후 저녁시간이 가장 많았다. 간식으로 주로 먹는 음식은 과자류, 라면류, 과일, 우유 및 유제품 순으로 나다났다. 성별에 따른 일주일간 식품 섭취는 남학생의 경우에 라면(p<0.05), 우유 (p<0.01), 탄산음료(p<0.05)가, 여학생의 경우는 초콜릿${\cdot}$사탕(p<0.05)의 섭취빈도가 높았으며 비만${\cdot}$비비만별 일주일간의 식품 섭취는 비비만학생이 비만학생에 비해 라면(p<0.05), 햄버거${\cdot}$피자(p<0.05), 초콜릿${\cdot}$사탕 (p<0.01)의 섭취빈도가 높았다. 또 남자 비비만학생이 햄버거${\cdot}$피자, 라면의 섭취빈도가 높았으며(p<0.05), 여자 비비만학생은 초콜릿${\cdot}$사탕의 섭취 빈도가 높았다 (p<0.01). 이상과 같이 식사의 규칙성, 싫어하는 음식, 간식, 식품섭취 빈도 등에서 남녀별, 비만${\cdot}$비비만별 차이가존재하며 특히 몇 가지 식습관과식 행동은 지도가 필요하다고 사료된다. 첫째, 아침 결식은 청소년기의 신체적 성장${\cdot}$발달과 수학능력 등 학교생활에 영향을 미치므로 적극적인 지도와 보완책이 필요하며 둘째, 친구들과 외식할 때 패스트푸드가 높은 비중을 차지하는 청소년들의 외식유형에 대한 관심과, 편향된 영양소와 지나친 칼로리의 패스트푸드를 지양하는 영양교육이 필요하며 셋째, 비만학생들의 식사량 제한이나 특정식품 제한은 성장기의 영양결핍이나 성장지연을 가져올 수 있으므로 올바른 체중관리 프로그램의 교육 및 보급이 필요하다고 사료된다. 이를 위한 청소년기의 바른 식생활 습관 적절한 영양섭취를 위한 체계적인 영양교육이 요구되며 학교와 가정, 사회가 관심을 가져야할 것이다.