• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4072-4083
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• 2022

Ultrasonic impact treatment (UIT) is carried out on the Ni-based alloy stainless steel pipe gas tungsten arc welding (GTAW) girth weld, the differences of microstructure, microhardness and shear strength distribution of the joint before and after ultrasonic shock are studied by microhardness test and shear punch test. The results show that after UIT, the plastic deformation layer is formed on the outside surface of the Ni-based alloy overlayer, single-phase austenite and γ type precipitates are formed in the overlayer, and a large number of columnar crystals are formed on the bottom side of the overlayer. The average microhardness of the overlayer increased from 221 H V to 254 H V by 14.9%, the shear strength increased from 696 MPa to 882 MPa with an increase of 26.7% and the transverse average residual stress decreased from 102.71 MPa (tensile stress) to -18.33 MPa (compressive stress), the longitudinal average residual stress decreased from 114.87 MPa (tensile stress) to -84.64 MPa (compressive stress). The fracture surface has been appeared obvious shear lip marks and a few dimples. The element migrates at the fusion boundary between the Ni-based alloy overlayer and the austenitic stainless steel joint, which is leaded to form a local martensite zone and appear hot cracks. The welded joint is cooled by FA solidification mode, which is forming a large number of late and skeleton ferrite phase with an average microhardness of 190 H V and no obvious change in shear strength. The base metal is all austenitic phase with an average microhardness of 206 H V and shear strength of 696 MPa.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권3호
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• pp.279-289
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• 2023

Brittleness index (BI) is an important property of rocks because it is a good index to predict rockburst. Due to its importance, several empirical and soft computing (SC) models have been proposed in the literature based on the punch penetration test (PPT) results. These models are very important as there is no clear-cut experimental means for measuring BI asides the PPT which is very costly and time consuming to perform. This study used a novel Multivariate Adaptive regression spline (MARS), M5P, and white-box ANN to predict the BI of rocks using the available data in the literature for an improved BI prediction. The rock density, uniaxial compressive strength (σ_c) and tensile strength (σ_t) were used as the input parameters into the models while the BI was the targeted output. The models were implemented in the MATLAB software. The results of the proposed models were compared with those from existing multilinear regression, linear and nonlinear particle swarm optimization (PSO) and genetic algorithm (GA) based models using similar datasets. The coefficient of determination (R²), adjusted R² (Adj R²), root-mean squared error (RMSE) and mean absolute percentage error (MAPE) were the indices used for the comparison. The outcomes of the comparison revealed that the proposed ANN and MARS models performed better than the other models with R² and Adj R² values above 0.9 and least error values while the M5P gave similar performance to those of the existing models. Weight partitioning method was also used to examine the percentage contribution of model predictors to the predicted BI and tensile strength was found to have the highest influence on the predicted BI.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.321-329
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• 2012

미생물의 유무에 따른 티탄철석의 물성변화를 살펴보기 위하여 공극률, 흡수율, 종파속도 및 일축압축강도(UCS) 등의 실내시험을 수행하였다. 물리적 성질 변화는 미생물을 배양하지 않은 무기적 산화와 미생물을 배양한 생물학적 산화의 조건에서 배양기간에 따라 정량적으로 비교하였다. 그 결과, 배양기간 45일까지 측정된 pH는 무기적 산화의 경우 3.82-4.26 범위에 분포하는 반면, 생물학적 산화에 의한 pH 값은 2.20-2.57 범위 내에서 분포를 보였다. 미생물 유무와 배양기간에 따라 측정된 흡수율의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.052%, 생물학적 산화는 0.073%로 나타났다. 공극률의 경우 무기적 산화는 최종단계에서 0.206%, 생물학적 산화는 0.281%를 보였다. 미생물에 의한 생물학적 산화는 무기적 산화에 비해 전반적으로 높은 값을 보였다. 종파속도는 배양기간이 지남에 따라 전반적으로 초기 평균값에 비해 낮은 속도 분포를 보였으며, 무기적 산화는 최종단계에서 1886 m/s로, 생물학적 산화는 최종단계에서 1410 m/s로 나타났다. 일축압축강도는 배양기간 따라 모든 시험편에서 감소를 보이며, 무기적 산화의 경우 최종단계에서 241.4 MPa로, 생물학적 산화의 경우 140.0 MPa로 나타났다. 결론적으로 배양기간에 따른 티탄철석의 물리적 특성 변화는 미생물에 의한 영향이 크게 작용하였음을 의미한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권8호
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• pp.99-106
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• 2006

본 연구는 액상화에 대한 고로 수쇄슬래그의 잠재수경성의 영향을 명확히 조사하기 위해 고로 수쇄슬래그를 고온알칼리 수(수산화칼슘 첨가, pH=12, 수온 약 $80^{\circ}C$)로 양생한 후에 반복 및 정적 삼축압축시험을 실시하였다. 삼축시험을 통해 얻어진 결과는 일본의 표준사인 Toyoura sand와 천연사인 Genkai sand의 결과와 비교하였다. 시험결과 고로수쇄슬래그의 액상화 강도는 양생기간의 증가와 더불어 잠재수경성에 의한 경화에 의해 증가함을 알았다. 또한, 담수조건에서 189일간 양생한 상대밀도 50%및 80%의 고로 수쇄슬래그에서 잠재수경성의 발현에 의해 점착력이 나타난다. 더욱이 경화과정에 있어서 고로 수쇄슬래그의 액상화 강도는 반복전단횟수 n=20회에서의 반복응력비 $R_{20}$과 점착력 $C_{d}$사이에 선형 관계가 관찰되었다. 또한, 고온 알칼리 수로 양생된 고로 수쇄슬래그에 대한 액상화 강도는 점착력이나 일축압축강도에 의해 예측이 가능함을 알았다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권5호
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• pp.533-551
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• 2015

암석은 인공적인 재료(금속, 유리)에 비해 불균질하고 이방성을 가지고 있기 때문에 워터젯 절삭시 매우 복잡하게 파쇄되는 특성을 가진다. 워터젯 절삭시 암석특성에 따라 절삭성능이 결정되므로 물성에 대한 영향을 파악하는 것은 매우 중요하다. 워터젯 절삭효율에 영향을 미치는 물성은 선행문헌의 실험조건(수압, 연마재 투입량, 이격거리 등) 및 암종에 따라 다양하게 제시되고 있다. 본 연구에서는 워터젯 시스템을 이용한 암석절삭에 있어서 물성영향에 대해 문헌연구를 실시하고 중요 물성을 분석하였다. 선행문헌 연구를 통해 암석의 공극율, 일축압축강도, 경도가 워터젯 암석 절삭에 있어서 중요한 물성으로 도출되었다. 분석결과는 향후 워터젯 절삭 기술을 이용한 터널공사시, 암반특성에 따른 굴착효율을 예측하기 위한 기초지식을 제공할 수 있을 것이다.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.71-76
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• 2004

This paper investigate that the effect of the concrete containing mineral admixtures(pozzolanic materials such as fly-ash, ground granulated blast-furnace slag, silica fume and meta kaolin) on the resistance properties to chloride ion invasion. The purposed testing procedure was applied to the concrete added mineral admixtures for $3\sim4$ replacement ratios under W/B ratios ranged from 0.40 to 0.55. Specimens were immersed in $3.6\%$ NaCl solution for 330 days, and penetration depth, water soluble chloride contents and acid soluble chloride contents were measured in 28, 91, 182 and 330 days. Then, diffusion coefficient were calculated using total chloride contents. As a results. the kinds of mineral admixture and replacement ratios had a great effect on the resistance property of the concrete to chloride ion invasion compared with the plain concrete. And the optimal replacement ratios of mineral admixture had a limitation for each admixtures. The amount of acid soluble chloride ions and water soluble chloride ions were varied with the kinds of mineral admixtures and the penetration depth from the concrete skin. Chloride diffusion coefficient of each concretes decreased with the time elapsed. and the diffusion coefficients of the concrete immersed salt water for 330 days had a establishment with the compressive strength measured before immersing.

• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.505-510
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• 2009

콘크리트의 내구성에 대한 대표적인 물리적 특성인 압축강도, 투수성능, 수밀성 등은 시멘트 재료의 미세구조에 의해 영향을 받는다. 특히 콘크리트의 내구성 향상을 위해서는 수밀성이 가장 중요하다 할 수 있다. 콘크리트의 수밀성 향상을 위한 재료는 유기 재료 및 무기질 재료가 다양하게 이용이 되고 있다. 본 연구에서는 불소계 에멀젼이 시멘트 수밀성능에 미치는 영향을 검토하였다. 불소계 에멀젼이 혼입된 시멘트 재료는 시멘트 계면 활성에 의한 수밀성능 개선 및 시멘트 pore 내에서 $CaF_2$ 미세 결정의 생성에 의해 시멘트 재료의 수밀성능을 개선시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.233-240
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• 2012

하이브리드 SHCC는 마이크로 섬유에 의한 마이크로 균열제어와 매크로 섬유에 의한 매크로 균열제어 성능이 뛰어나 다양한 분야에 적용가능성이 높은 재료로서 활발히 연구되고 있다. 그러나 SHCC는 부배합으로 자기수축에 의한 수축균열을 고려하여야 한다. 따라서 이 연구에서는 PE섬유와 강섬유가 함께 혼입된 팽창형 하이브리드 SHCC의 역학적 특성을 평가하고자 하였다. 하이브리드 SHCC의 역학적 특성을 평가하고자 W/B(45%, 30%, 20%)와 팽창재 대체유무(0%, 10%)를 변수로하였다. 시험은 수축, 압축, 직접인장 및 휨 시험을 수행하였다. 각 실험들을 통한 성능평가결과 10%의 팽창재를 대체한 W/B 30%의 하이브리드 SHCC에서 역학적 성능 개선이 가장 우수하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.173-176
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• 2008

콘크리트에서 발생하는 균열 및 손상을 평가하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 주요 콘크리트 부재(Element)에 균열이 발생하면 LED가 동작하는 스위칭(Switching) 개념의 기능성 콘크리트에 대한 연구도 진행 중이다. 이러한 자가 진단형(Type of Self-diagnostic) 시스템은 관리자가 모니터링을 통하여 교량 등의 구조물을 관리하는 데 편리성을 주지만, 보행자나 운전자들에게 갑작스런 LED점등으로 구조물에서 발생하는 손상신호(Signal Damage)의 전달이 미비하게 될 가능성도 배제할 수 없다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위한 방법으로 주요 부재에 균열 및 손상이 발생하면 LED가 소등되어 보행자 및 운전자가 위험을 인지하게 되는 시스템을 구상하게 되었다. 이를 이용하면 주요 부재에 균열이 발생하여 콘크리트 내부의 센서를 파괴하여 센서 내부의 전선이 단전되어 야간 및 악천후시 가로등 및 신호기 등이 소등되어 위험을 알리는 스마트 콘크리트를 개발할 수 있기 때문에 이에 대한 연구를 구상하였다. 또한, 외력에 의해 발생한 균열 손상에 의해 센서내부의 전선이 신장(Elongation)되어 할렬될 때의 저항변화를 검토하여 관리자가 주요 부재의 손상을 검토할 수 있는 기능성 콘크리트를 개발하기 위한 기초적 연구이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.62-68
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• 2009

본 연구는 BFS치환율 증가에 따른 고강도 콘크리트의 제반 공학적 특성을 검토하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 굳지않은 콘크리트의 유동성은 BFS 치환율이 증가할수록 증가하는 경향을 나타내었고, 공기량은 다소 감소하는 경향을 나타내었으나 AE제 사용량 증가로 적정량의 공기량 확보는 가능할 것으로 판단된다. 응결시간은 BFS 치환율이 증가할수록 비례적으로 크게 지연되는 것으로 나타났다. 경화 콘크리트의 압축강도는 BFS의 잠재수경성 반응에 기인하여 BFS 치환율이 증가할수록 재령 28일 미만에서는 OPC에 비하여 저하하였으나, 그 이후 재령에서는 동등 이상의 수준을 발휘 하는 것으로 나타나 특히, 고강도 콘크리트의 활용에 탁월한 효과가 있는 것으로 분석되었다. 건조수축길이 변화율은 W/B가 클수록 수화반응시 콘크리트 내부에 존재하는 자유수의 양이 증가함에 기인하여 다소 크게 나타났고, BFS 치환율이 증가할수록 건조수축량은 증가하는 경향이 나타났으나, 모든 배합에서 $-500{\times}10^{-6}$이하로 비교적 양호하였다.