• 제목/요약/키워드: Bingham Behavior

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풍화토와 점성토 위주의 토석류 거동과 유동특성 (Debris Flow Mobility: A Comparison of Weathered Soils and Clay-rich Soils)

  • 정승원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권1호
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    • pp.23-27
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    • 2013
  • 기후변화에 따른 토석류 발생과 그로 인한 피해가 세계적으로 증가 추세에 있다. 토석류 연구는 역학적 관점에서 파괴 후(post-failure) 거동에 해당하며 지반강도와 유동특성을 분석함으로써 특성화할 수 있다. 본 연구는 국내의 토석류 발생지역인 상주(화강암 풍화토), 인제(편마암 풍화토), 포항(이암 및 셰일) 지역을 대상으로 지반의 물성-전단강도 상관관계와 토석류의 유동특성을 평가하였다. 본 연구지역을 대상으로 스웨덴 낙하 콘(Swedish Fall cone) 시험장치를 이용하여 지반의 물성 및 지반강도 사이에 일정한 상관관계가 있음을 밝혔다. 실험결과에 따르면, 인제, 상주, 포항지역에서 채취된 시료에 대해 액성지수(IL)와 비배수 전단강도($C_{ur}$) 사이에 $C_{ur}=(1.2/I_L)^{3.3}$의 관계식이 성립한다. 토석류 흐름을 지배하는 항복응력은 재성형 비배수 전단강도에 상응하는 것으로 간주하고, Bingham 모델과 액성지수-항복응력 관계식을 이용하여 토석류의 유동성을 조사하였다. 유동해석은 국내 풍화토와 낮은 활성점토를 구분하여 적용하였다. 이때 액성지수는 액성한계를 기준으로 $I_L=1$, 1.5, 3.0으로 구분하여 비교분석하였다. 동일한 액성지수($I_L=1$)에 대해, 토석류의 발생 5분 경과 후 최대 이동거리는 250m에 다다른다. 액성지수가 3으로 증가 될 경우, 토석류의 이동거리를 5분까지 살펴본 결과, 국내 풍화토는 낮은 활성점토에 비해 2배 이상 큰 유동성이 있음을 알 수 있었다. 본 유동성 평가기술은 토석류 피해저감기술 전략수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Single-Walled 탄소나노튜브 수용액 혼입 시멘트 페이스트의 유변학적 특성 (Rheological Properties of Cement Paste Mixed with Aqueously Dispersed Single-Walled Carbon Nanotubes)

  • 김지현;정철우
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.113-121
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    • 2019
  • SWCNT는 매우 뛰어난 역학적 성능을 가지고 있고. 이로 인해 각종 첨단 소재의 보강재료로서 각광받고 있다. 그러나 완전한 형태의 SWCNT는 소수성을 가지고 있고. 서로간에 Van der Waals 인력으로 결합되어 물에 분산이 어렵다. 본 연구에서는 SWCNT를 시멘트 복합체에 활용하기 위하여, 분산된 용액 형태로 제조하여 시멘트 복합체에 활용하고자 하였고, 이를 위한 계면활성제로 DOC 및 SDS를 선정하였다. 초음파 처리 및 초원심분리를 통해 제조된 SWCNT 수용액을 이용하여 시멘트 페이스트를 제조하여 이의 전단응력 vs. 전단변형률 관계를 확인하고, 이를 통해 소성점도 및 항복응력을 도출하였다. 본 연구의 결과에 따르면 SWCNT를 혼입하지 않은 DOC 및 SDS는 공기연행제와 유사한 유변학적 효과를 발휘하는 것으로 나타났다. DOC 2wt%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 거의 유사한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났으나, SDS 1%를 이용해서 제조된 SWCNT 수용액으로 배합된 시멘트 페이스트는 플레인 시멘트 페이스트와 상이한 유변학적 거동을 하는 것으로 나타났다.

쌀보리 전분 호화액의 리올로지 특성 (Rheological Properties of Naked Barley Starches)

  • 박양균;노일환;김관;김성곤;이신영
    • 한국식품과학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.278-282
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    • 1986
  • 쌀보리 품종인 송학과 영산 전분의 가열 호화액의 리올로지 특성을 비교하였다. $90^{\circ}C$에서 30분간 호화시킨 3,5,7 및 9% 전분 호화액은 모두 의가소성의 거동을 나타냈고, 점조도지수 K 및 항복을력 $\tau_y$ 값은 송학이 영산보다 컸으며 더 높은 농도의존성을 나타내었다. 전분농도의 증가에 따라 송학과 영산 모두 점조도지수 K값이 지수함수적으로 증가하였으며 5%근처에서는 기울기가 서로 다른 2개의 직선관계를 나타냈다. 아레니우스식에 의해 구한 활성화에너지는 7% 송학과 영산 전분용액에서 각각 4.098 및 3.71kcal/mole 이었다.

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입자별 감자전분 호화액의 리올로지 특성 (Rheological Properties of Gelatinized Large and Small Starch Granules of Potato)

  • 강길진;김관;김성곤;박양균;이신영
    • 한국식품과학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.755-759
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    • 1989
  • 2종의 감자전분(세풍과 대지)로부터 각각 큰 입자 $(41{\mu}m$ 이상)과 작은 입자$(30{\mu}m$ 이하)를 분획하고 각 입자 크기별 가열 호화액에 대한 리올로지 특성을 분획전의 전분과 비교하면서 검토하였다. 시료 호화액은 모두 빙햄의가소성의 거동을 보였고 이 거동은 품종 또는 입자크기간의 차이를 보이지 않았으며 온도의 영향도 없었으나 농도의 증가로 의가소성의 성질은 다소 강해졌다. 점조도지수 및 항복응력값은 품종간의 차이는 없었으나 입자크기간에는 현저한 차이를 보여서 각 대응하는 농도에서 작은 입자의 경우가 큰 입자보다 훨씬 큰 점조도지수 및 항복응력값을 보였고 농도증가로 지수함수적으로 증가하였다. 또, 이들 값은 측정온도에 대하여 품종 및 입자크기에 따라 차이를 보이면서 온도증가로 감소하였고, 작은 입자>분획전의 전분입자>큰 입자의 순으로 온도의존성을 되었다.

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가열 및 알칼리 호화에 의한 찹쌀 전분의 리올로지 특성 (Rheological properties of waxy-rice starches gelatinized with thermal or alkali solutions)

  • 박양균;김성곤;이신영;김관
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제34권4호
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    • pp.360-365
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    • 1991
  • 신선찰벼(일반계)와 한강찰벼(다수계) 전분의 특성을 이해하기 위하여 $4{\sim}8%$ 전분 현탁액의 가열 및 알칼리 호화에 의한 리올로지 특성을 회전점도계로 비교 검토하였다. 한강찰벼 전분의 전단응력 값이 가열 및 알칼리 호화액에서 모두 컸으며, 시료간의 차이는 알칼리 호화액에서 더 컸다. 가열 및 알칼리 호화액에서 점조도지수 및 항복응력값은 한강찰벼 전분이 컸으며, 시료간의 차이는 알칼리 호화액에서 더 컸다. 또 가열 호화액보다 알칼리 호화액이 항복응력의 농도의존성과 항복응력을 나타내기 시작하는 농도가 높았다.

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Leuconostoc mesenteroides Sikhae의 Crude Dextransucrase 반응시간에 따른 Dextran 생성액의 유변성 (Effect of Reaction Time on the Rheological Properties of Dextran Formed Solution Produced by Crude Dextransucrase from Leuconostoc rnesenteroides Sikhae)

  • 박춘상;이철호
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.316-323
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    • 1992
  • 가자미 식해에서 분리한 Leuconostoc mesenteroides(Sikhae)로부터 생산한 dextransucrase 조효소액에 10 sucrose를 반응시켜 얻은 dextran 생성액의 유변성과 생성된 dextran의 분자량 분포 및 수율을 반응시간별로 조사하였다. Dextran 생성속도는 반응액의 HPLC를 이용한 당분석과 점도측정으로 추정이 가능하였다. Periodate oxidation 시험결과 정제된 dextran은 89의 Alpha-(1-6) 결합외에 11의 Alpha-(1-3) 부결합이 존재하는 것으로 판단되며, 반응시간이 경과함에 따라 dextran 생성액은 높은 항복력을 갖는 Bingham-pseudoplastic 유체특성을 나타내었다. 반응시간이 결과함에 따라 시간의존 특성(thixothropicity)이 증가하였는데 이러한 현상은 GPC 분석을 통하여 dextran 생성액내 고분자 dextran의 비율증가에 의한 것임을 알 수 있었다. Dextran 생성액은 반응 8시간후에 최고점도 (2680 cP. $\gamma$=$33.75s^{-1}$, $25^{\circ}C$)를 나타내었으며, 그 이후부터 점도는 다시 감소하였다. 또한 dextran 생성액은 온도가 증가함에 따라 점도가 감소하였으며, 이는 Arrhenius의 일반식으로 표시할 수 있었다. Arrhenius 식으로 구한 dextran 생성액의 유동 활성화에너지는 반응시간이 경과함에 따라 증가하였으며, 8시간 반응시킨 dextran 생성액의 경우 1.69kcal/gmole 정도로써 온도증가에 의한 점도변화가 비교적 적음알 수 있었다.

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