• Computers and Concrete
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• 제10권2호
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• pp.135-147
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• 2012

At mesoscale, concrete is considered as a three-phase composite material consisting of the aggregate particles, the cement matrix and the interfacial transition zone (ITZ). The reconstruction of the internal structures for concrete composites requires the identification of the boundary of the aggregate particles and the cement matrix using digital imaging technology followed by post-processing through MATLAB. A parameter study covers the subsection transformation, median filter, and open and close operation of the digital image sample to obtain the optimal parameter for performing the image processing technology. The subsection transformation is performed using a grey histogram of the digital image samples with a threshold value of [120, 210] followed by median filtering with a $16{\times}16$ square module based on the dimensions of the aggregate particles and their internal impurity. We then select a "disk" tectonic structure with a specific radius, which performs open and close operations on the images. The edges of the aggregate particles (similar to the original digital images) are obtained using the canny edge detection method. The finite element model at mesoscale can be established using the proposed image processing technology. The location of the crack determined through the numerical method is identical to the experimental result, and the load-displacement curve determined through the numerical method is in close agreement with the experimental results. Comparisons of the numerical and experimental results show that the proposed image processing technology is highly effective in reconstructing the internal structures of concrete composites.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권4호
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• pp.253-266
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• 2023

The time-reversal method is employed to improve the ability of pipeline defect detection, and a new approach of identifying the pipeline defect depth is proposed in this research. When the L(0,2) mode ultrasonic guided wave excited through a lead zirconate titinate (PZT) transduce array propagates along the pipeline with a defect, it will interact with the defect and be partially converted to flexural F(n, m) modes and longitudinal L(0,1) mode. Using a receiving PZT array attached axisymmetrically around the pipeline, the L(0,2) reflection signal as well as the mode conversion signals at the defect are obtained. An appropriate rectangle window is used to intercept the L(0,2) reflection signal and the mode conversion signals from the obtained direct detection signals. The intercepted signals are time reversed and re-excited in the pipeline again, result in the guided wave energy focusing on the pipeline defect, the L(0,2) reflection and the L(0,1) mode conversion signals being enhanced to a higher level, especially for the small defect in the early crack stage. Besides the L(0,2) reflection signal, the L(0,1) mode conversion signal also contains useful pipeline defect information. It is possible to identify the pipeline defect depth by monitoring the variation trend of L(0,2) and L(0,1) reflection coefficients. The finite element method (FEM) simulation and experiment results are given in the paper, the enhancement of pipeline defect reflection signals by time-reversal method is obvious, and the way to identify pipeline defect depth is demonstrated to be effective.

• 박물관보존과학
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• 제17권
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• pp.85-100
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• 2016

경북대학교박물관에서 소장하고 있는 봉화 북지리 석조반가상은 국립중앙박물관 특별전 '고대불교조각대전 <불상, 간다라에서 서라벌까지>'의 전시를 위해 운송과정을 거쳐 보존처리를 수행하였다. 석조반가상에는 표면에 오염물, 입상분해, 균열 등이 발생한 상태였으며 특히, 하단부가 사선으로 파손되어 단독으로 세울 수 없었으므로 전시 시 직립 안정성을 확보하기 위한 받침대를 제작하였다. 또한 암석의 구성광물을 동정하고 오염물을 확인하기 위해 편광현미경 및 실체현미경 관찰, SEM-EDS분석을 실시하였다. 그 결과, 봉화 북지리 석조반가상은 흑운모 화강암으로 구성된 것을 확인하였다. 새로 제작한 받침대에 원형의 우레탄수지로 만든 봉을 여러 군데 박아 넣었고 이에 대한 마찰력 실험으로 받침대 안정성을 평가하였다. 우레탄수지 및 에폭시수지의 마찰력 비교실험에서는 에폭시수지보다 우레탄수지가 높은 마찰계수 결과를 나타냈다. 따라서 봉화 북지리 석조반가상은 우레탄봉을 사용한 받침대를 받침으로써 보다 안정적인 전시가 가능하였다.

• 보존과학회지
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• 제7권1호
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• pp.9-18
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• 1998

우리나라에는 전국에 걸쳐 약 1470기의 석조문화재가 지정되어 관리되고 있으며 가장 대표되는 종류는 석탑, 부도, 석불, 마애불, 비석, 당간지주, 그리고 석등이며 그 외 석장승, 석인상, 수조, 다리, 그리고 산성 등이 있다. 이러한 석조문화재는 대부분이 자연환경에 노출되어 있어 오랜 시간에 걸친 암석의 풍화작용에 의해 파손되거나 훼손되어진다. 따라서 석조문화재의 보전을 위해서는 우선 풍화작용과 이에 연관된 여러 현상들에 대한 지질학적 연구가 이루어져야 한다. 즉 석조문화재를 이루고 있는 암석자체에 대한 것과 풍화작용을 일으키는 요인들에 대한 조사와 원인 분석이 우선적으로 세밀하게 이루어져야 함을 의미한다. 기본적인 조사내용에는 정밀실측, 암석의 종류와 암상의 특징, 암석물성, 풍화현상과 진행상태 및 원인, 암석의 구조선의 발달 상태, 틈의 발달 양상과 원인, 구조적 안정성, 복원시 재사용가능 부재, 그리고 지형적 특징 등이 포함되어진다. 이들 각각에 대한 원인 분석이 이루어지고 이를 바탕으로 보수할 부분과 방법 등 기본적인 보수 원칙을 수립하여 계획서를 작성하여 보수기간과 예산이 산정되는 과정을 거치는 것이 가장 바람직스럽다고 판단된다. 계획서에는 접착제 사용 부위 및 종류, 보충할 암석의 암상의 특징, 구조적 안정 유지 방법 및 풍화작용의 진행을 느리게 하거나 예방할 수 있는 방법 등이 포함되어야 한다고 생각된다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.