• Journal of Biosystems Engineering
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• 제40권1호
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• pp.1-9
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• 2015

Purpose: The objective of this study was to understand the operating mechanism of the rock-drill drifter, to explain how to setup an experimental test system and measure the strain of the drifter's rod, and to evaluate the drifter's performance with respect to the impact energy and blow frequency. Methods: The structure of the rock-drill drifter and its operating principle regarding the impact process were analyzed. Static calibration was carried out to calculate the correction factor using a drifter rod as the first step of the experimental test. The impact energy and blow frequency were then calculated based on strain measurements of the drifter's rod. Results: Experimental results showed that the tested drifter elicited a blow frequency of 3330 BPM (Blows Per Minute) and generated impact energy of 170 J/blow. This indicates that the drifter elicits a higher percussion speed and results in a lower impact energy compared to the hydraulic breaker at the same input power. Conclusions: The study proposed methodologies that deal with the experimental setup and the evaluation of the performance of the rock-drill drifter. These methodologies can be extensively used for validating and improving the percussion performance of the drilling equipment.

• Journal of Welding and Joining
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• 제25권3호
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• pp.78-84
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• 2007

Laser Material Processing has been replaced the conventional machining systems - cutting, drilling, welding and surface modification and so on. Especially, LTH(Laser Transformation Hardening) process is one branch of the laser surface modification process. Conventionally, some techniques like a gas carburizing and nitriding as well as induction and torch heating have been used to harden the carbon steels. But these methods not only request post-machining resulted from a deformation but also have complex processing procedures. Besides, LTH process has some merits as : 1. It is easy to control the case depth because of output(laser power) adjustability. 2. It is able to harden the localized and complicated a.ea and minimize a deformation due to a unique property of a localized heat source. 3. An additional cooling medium is not required due to self quenching. 4. A prominent hardening results can be obtained. This study is related to the surface hardening of the rod-shaped carbon steel applied to the lathe based complex processing mechanism, a basic behavior of surface hardening, hardness distribution and structural characteristics in the hardened zone.

• 한국철도학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.9-19
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• 1999

The use of compaction grouting evolved in 1950's to correct structural settlement of buildings. Over the almost 50 years, the technology has been developed and is currently used in wide range of applications. Compaction grouting, the injection of a very stiff, 'zero-slump' mortar grout under relatively high pressure, displaces and compacts soils. It can effectively repair natural or man-made soil strength deficiencies in variety of soil formations. Major applications of compaction grouting include densifying loose soils or fill voids caused by sinkholes, poorly compacted fills, broken utilities, improper dewatering, or soft ground tunneling excavation. Other applications include preventing liquefaction, re-leveling settled structures, and using compaction grout bulbs as structural elements of minipiles or underpinning. In this paper, on the basis of the case history constructed in this year, a study has been performed to analyze the basic mechanism of the compaction grouting. Also, the effectiveness of the ground improvement and the bearing capacity of the compaction pile has been verified by the Cone Penetration Test(CPT) and Load Test. Relatively uniform compaction grouting column could be maintained by planning the quality control in the course of grouting. And, the Qualify Control Plan has been conceived using grout pressure, volume of grout and drilling depth.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.63-75
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• 2020

터널 발파의 최외곽에서 발생할 수 있는 과대 여굴은 작업자 및 장비의 안전에 저해되며 숏크리트 등 지보량의 증가로 공사 비용이 증가시키는 주요 원인이다. 이러한 여굴은 화약 에너지와 암반의 특성 간의 복잡한 발생 메커니즘으로 인해 완벽한 제어가 매우 어렵다. 본 연구는 여굴 발생의 중요한 원인인 암반의 공학적 특성 중 무지보 막장 상태, 단축압축강도, 풍화도 및 불연속면의 특성(빈도, 상태 및 불연속면과 최외곽선과의 각도) 등과 발생한 여굴의 깊이와의 관계를 feed-forward 인공신경망을 통해 분석하였다. 이를 통해 통해 얻어진 각 인자의 가중치를 기초로 여굴저항도(Overbreak Resistance Factor: ORF)를 개발하였다. 더불어 여굴저항도를 이용한 터널 발파 여굴 관리 시스템을 제안한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제72권4호
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• pp.469-477
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• 2019

The understanding of tool-rock interaction mechanism is of high essence for improving the rock breaking efficiency and optimizing the drilling parameters in mechanical rock breaking. In this study, the tool-rock interaction models of indentation and cutting are carried out by employing the discrete element method (DEM) to examine the rock failure modes of various brittleness rocks and critical indentation and cutting depths of the ductile to brittle failure mode transition. The results show that the cluster size and inter-cluster to intra-cluster bond strength ratio are the key factors which influence the UCS magnitude and the UCS to BTS ratio. The UCS to BTS strength ratio can be increased to a more realistic value using clustered rock model so that the characteristics of real rocks can be better represented. The critical indentation and cutting depth decrease with the brittleness of rock increases and the decreasing rate reduces dramatically against the brittleness value. This effort may lead to a better understanding of rock breaking mechanisms in mechanical excavation, and may contribute to the improvement in the design of rock excavation machines and the related parameters determination.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.523-534
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• 2010

A hybrid system of soil-nailing and compression anchor is proposed in this paper; the system is composed of an anchor bar (installed at the tip) with two PC strands and a steel bar. After drilling a hole, installing proposed hybrid systems, and filling the hole with grouting material, prestress is applied to the anchor bar to restrict the deformation at the head and/or to prevent shallow slope failures. However, since the elongation rate of PC strand is much larger than that of steel bar, yield at the steel bar will occur much earlier than the PC strand. It means that the yield load of the hybrid system will be overestimated if we simply add yield loads of the two - anchor bar and PC strands. It might be needed to try to match the yielding time of the two materials by applying the prestress to the anchor bar. It means that the main purpose of applying prestress to the anchor bar should be two-fold: to restrict the deformation at the nail head; and more importantly, to maximize the design load of the hybrid system by utilizing load transfer mechanism that transfers the prestress applied at the tip to the head through anchor bar. In order to study the load transfer mechanism in a systematic way, in-situ pullout tests were performed with the following conditions: soil-nailing only; hybrid system with the variation of prestress stresses from 0kN to 196kN. It was found that the prestress applied to the anchor system will induce the compressive stress to the steel bar; it will result in decrease in the slope of load-displacement curve of the steel bar. Then, the elongation at which the steel bar will reach yield stress might become similar to that of PC strands. By taking advantage of prestress to match elongations at yield, the pullout design load of the hybrid system can be increased up to twice that of the soil-nailing system.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권7호
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• pp.854-867
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• 2014

지속적인 유가의 상승에 따라 국제 석유 자본들의 유전개발에 대한 투자가 활발하고 지속적으로 증가하고 있는 추세에 있다. 최근 5년 동안(2008~2013)에 인도된 드릴쉽(drill-ship)은 67척으로 그 이전 30년 동안에 인도된 척수의 두 배에 이른다. 그리고 최근에는 3,000 m 내외의 심해유전 개발이 증가하고 있다. 이에 따라 시추 장비와 시스템이 대형화 추세에 있으며, 이들의 운전을 위한 디젤발전기의 용량이 증가하였다. 디젤발전기 용량은 일반 상선과는 달리 고출력 및 고전압이 요구되며, 이를 충족시키기 위하여 V-type 320 mm 실린더 내경의 고출력 엔진에 대한 수요가 증가하게 되었다. 드릴쉽의 경우 일반 상선 대비 선박건조 기간이 길어짐에 따라 커미셔닝 기간 중 장시간 저 부하 운전이 불가피하여 엔진 윤활유 관리의 중요성이 대두되었다. 최근에는 선박인도 전 크랭크핀에 캠마모(Cam wear)와 같은 이상마모가 발생하였으며 시리즈 호선 및 관련 호선들에 대한 크랭크핀의 전수 검사 결과 정도의 차이가 있었으나 모두 크랭크핀에 이상마모가 발생한 것이 확인되었다. 본 논문은 실제 호선에 적용된 엔진 크랭크핀의 이상마모 발생 원인에 대해 이상마모 메커니즘 분석과 실증결과 분석을 통하여 재발방지를 위한 대책 방안에 대하여 논하였다.

• 자원환경지질
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• 제46권4호
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• pp.359-373
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• 2013

셰일은 입자의 크기가 매우 작은 쇄설성 퇴적물이 고화되어 형성된 퇴적암으로 암석화되는 과정에서 유기물을 잘 보전하는 특성을 가지고 있어 전통적으로 석유나 가스의 탐사 및 개발에서 탄화수소를 생성하는 근원암의 역할을 하였다. 또한 셰일층은 매우 낮은 투과율 때문에 불투과층으로 인식되어 트랩을 형성하는 덮개암의 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 수평채굴과 수압파쇄 등 시추 기술의 획기적인 발달로 북미를 중심으로 셰일층 내에서 막대한 양의 가스를 발견하고 상업적으로 생산함에 따라 셰일을 석유나 가스를 생산하는 지층뿐만이 아니라 탄화수소를 저장하는 저류층으로 새롭게 인식하게 되었다. 셰일층의 지화학 평가 기술은 셰일 내에 함유된 유기물의 특성을 지화학 분석을 통해 파악하여 유기물의 석유 및 가스 생성 능력을 평가하는 기술인데 최근에는 셰일층내에 생성된 가스가 저장되어 있는 셰일 가스층을 평가하고 탐사하는 데에 적용되고 있다. 셰일 가스층을 정확하게 평가하기 위해서는 탄화수소의 생성과 집적 그리고 매장량 예측에 영향을 미치는 지화학적인 과정과 특성을 정확히 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 논문에서는 셰일층 내에서 탄화수소 생성 메카니즘을 살펴보고 셰일층 평가 및 특성화에 활용되는 지화학 분석 기술을 고찰하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권1호
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• pp.29-36
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• 2012

기폭위치가 지반진동에 미치는 영향에 대한 연구들을 살펴보면 발파진동의 복합적인 원인에 반하여 단편적인 연구로 진행되거나 적용범위가 연구가 이루어진 해당 현장만으로 국한적으로 나타나며 발파설계 인자로서 이용되는 데 한계를 보였다. 이에 본 연구는 기폭위치에 따라 발파진동의 전파 특성을 파악하기 위해서 공간격, 저항선, 천공장 그리고 장약량 등을 달리하여 총 72회의 단일공 시험발파를 실시하여 발파진동 예측식을 도출하였다. 도출된 발파진동 예측식으로부터 기폭위치에 따른 최대입자속도의 노모그램 분석을 통해 진동특성을 규명하였다. 또한, 국토해양부의 "도로공사 노천발파 설계 시공 지침"에 제시된 표준발파공법의 공법별 경계 기준 장약량인 0.5, 1.6, 5, 15kg을 적용하여 기폭위치별 진동 감쇄경향을 비교 분석하여 발파설계의 인자로 사용할 수 있도록 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.277-283
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• 2002

본 연구는 안쪽축이 회전하고 바깥쪽 실린더는 정지해있는 반경비가0.52이고 30$^{\circ}$ 경사진 동심 환형관내의 헬리컬 유동 특성에 관한 것이다. 비뉴튼 유체인 UC 수용액과 벤토나이트 수용액을 사용하여 안쪽축이 0~400pm으로 회전할 때 축방향 유동을 완전히 발달시킨 후 축방향 압력손실값을 측정하였다. 또한, 헬리컬 유동의 가시화는 불안정한 파를 관찰하기 위해 수행되었다. 현재 연구 결과는 표면마찰계수에 대해 로스비순(Ro)와 레이놀즈수(Re)의 관계를 나타내었다. 또한, 그 결과들은 유동 불안정성 메카니즘의 존재를 보인다. 축회전수가 증가함에 따라 압력손실이 증가하지만, 그 증가폭은 천이 및 난류영역에서는 레이놀즈수가 증가할수록 감소하며, 회전의 영향으로 유동교란이 증진되어 천이가 촉진된다. 또, 이런 유동교란의 증진은 표면마찰계수값의 증가와 함께 임계 레이놀즈수(Re$_{c}$)를 작게 만든다.