• Geomechanics and Engineering
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• 제34권6호
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• pp.683-696
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• 2023

The destruction and fracture of rock masses are crucial components in engineering and there is an increasing demand for the study of the influence of rock mass heterogeneity on the safety of engineering projects. The numerical manifold method (NMM) has a unified solution format for continuous and discontinuous problems. In most NMM studies, material homogeneity has been assumed and despite this simplification, fracture mechanics remain complex and simulations are inefficient because of the complicated topology updating operations that are needed after crack propagation. These operations become computationally expensive especially in the cases of heterogeneous materials. In this study, a heterogeneous model algorithm based on stochastic theory was developed and introduced into the NMM. A new fracture algorithm was developed to simulate the rupture zone. The algorithm was validated for the examples of the four-point shear beam and semi-circular bend. Results show that the algorithm can efficiently simulate the rupture zone of heterogeneous rock masses. Heterogeneity has a powerful effect on the macroscopic failure characteristics and uniaxial compressive strength of rock masses. The peak strength of homogeneous material (with heterogeneity or standard deviation of 0) is 2.4 times that of heterogeneous material (with heterogeneity of 11.0). Moreover, the local distribution of parameter values can affect the configuration of rupture zones in rock masses. The local distribution also influences the peak value on the stress-strain curve and the residual strength. The post-peak stress-strain curve envelope from 60 random calculations can be used as an estimate of the strength of engineering rock masses.

• 자원환경지질
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• 제52권2호
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• pp.189-197
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• 2019

고준위방사성폐기물은 원자력 발전을 실시하는 국가에서는 반드시 해결해야 될 문제 가운데 하나이다. 대부분 고준위방사성폐기물 처리를 고민하는 나라에서는 지하 심부의 깊은 곳에 처분함으로써 인간사회로의 완벽한 격리를 고려하고 있다. 이러한 완벽한 격리를 위해서는 지하 심부에 위치하고 있는 암반의 특성을 파악하는 것이 매우 중요한 일이다. 특히 노출된 핵종이 이동을 통해 지표로 올라오는 것을 예측하기 위해서는 이동 경로가 되는 불연속의 특징을 이해하는 것은 무엇보다도 우선시 되어야 할 사항이다. 본 연구에서는 화강암과 편마암이 분포하는 지역에서 획득한 심부 500m 이하의 시료를 활용하여 각 암종별 분포하고 있는 불연속면의 특성을 이해하고 주변 환경과 고려하여 지하에 분포하고 있는 절리면의 특징을 분석하는데 그 목적이 있다. 이를 위해서 지하 500m에서 획득한 시료에 대한 육안분석을 통해 불연속면의 종류를 분류하고 각 불연속면의 분포특성을 분석하였다. 본 연구는 조사지역의 지하에 분포하고 있는 불연속면의 특징을 이해하는 기초자료로 활용될 수 있으며 추후 암종에 따른 불연속면의 분포 특징을 이해하는데 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지질공학
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• 제20권2호
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• pp.121-126
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• 2010

현재 방사성폐기물 처분기술 개발을 위해 운영되고 있는 시설인 KURT는 부지특성조사의 일환으로 안정성 평가차원에서 확대하여 이뤄지고 있다. 본 연구는 KURT 주변지역의 구성된 지질모델을 기초로 하여 부지규모의 수리지질학적 유동특성에 대한 연구를 하였다. 연구지역에 분포된 시추공을 이용하여 스테레오 넷으로 도시한 결과 NS, NW, EW, 저경사 단열대군으로 구분할 수 있었으며 지질 모델의 구성요소로는 상부 토양층 및 풍화대, 저경사 단열대, 단열대로 구분되었다. 구분된 단 열대에 수리시험을 통하여 지하수가 대수층을 통해 이동할 수 있는 유동력을 제공하는 수리전도도 및 수리경사에 영향을 미치는 단열의 크기 와 방향성에 대한 정규분포 통계 분석을 수행함으로 연구지역 내 NS 방향의 단열이 우세함을 확인하였다. 또한, 저경사 단열대의 수리전도도의 값은 3.61E-07 m/s로 주요 단열대보다 큰 값을 가지며, 기반암이나 기반암에 존재하는 단열대와 수리학적 특성이 상이하다.

• 지질공학
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• 제3권2호
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• pp.125-148
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• 1993

암반지하수유동 해석의 복잡성은 열극과 공극간의 유동관계, 응력의 영향, 열극체계의 복잡한 기하학적 분포상태에 기인한다. 열극체계의 불규칙한 발달로 인한 규모종속과 이방성 특성은 지금까지의 해석방법으로는 만족할 만한 결과를 얻을 수 없다. 분리열극망(Discrete Fracture Network) 모델은 암반 지하수가 근본적으로 분리된 열극을 통하여 유동한다는 가정하에서 출발한다. 유동경로(flow path)는 열극의 기하학적 분포 및 상호간의 연결형태에 의하여 결정되며, 열극분펴 및 수리특성은 현장조사자료의 통계학적 처리에 의한 접근방법을 시도하고 있다. 본 모델을 적용한 연구지역은 평택군 포승면 원정리 일대 $1\textrm{km}^2$지역으로서, 열극자료 분석은 등면적투영도로부터 6개의 set를 도출하였으며, 열극의 크기는 lognormal분포를 나타냈다. 6개 열극 set가 차지하는 총투수성열극확률밀도(conductive fracture intensity)는 1.52로 나타났으며, set 1의 투수성열극밀도가 0.37로 가장 높게 나타났다. 지하공동으로으 유입량 계산은 열극투수계량계수를 $10^{-8}\textrm{m}^2/s$으로 하였을 경우, 29ton/일로 산출되며, $10^{-7}\textrm{m}^2/S$로 하였을 때 약 22배가 큰 65ton/일로 계산되었다. 본 모델은 지하공동건설시 부지특성조사나 평가시에 해석도구로 사용될 수 있으며, 정량적인 자료뿐만 아니라 정상적인 자료도 해석 및 평가과정에 응용될 수 있는 반복적인 실행을 통한 Forward 모델링방법을 사용하는 장점이 있다.

• 대한치과보철학회지
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• 제42권3호
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• pp.280-293
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• 2004

Statement of problem. Glass fiber post is one of recent developments to accommodate esthetic restoration for endodontically treated teeth. This has many advantages over conventional post system in physical properties, esthetic factor, risk of root and restoration fracture, adhesion to core, radiopacity, removal and retrievabilty, biocompatibility and chemical stability. Purpose. This in vitro study was to evaluate the most suitable type of resin core for the glass fiber post through surveying the fracture modes and the maximum load that fractures the tooth. Material and methods. 50 sound maxillary premolars restored with glass fiber posts($ParaPost^{(R)}$ Fiber White) and different types of resin cores(ParaCore, $Z100^{TM}$, $Rebilda^{(R)}$ and $Admira^{(R)}$) were prepared and loaded to faiure in a universal test machine. The maximum fracture load and fracture mode were investigated in the specimens that were restored with resin and those of metal cast and core. With the data, Wilcoxon rank sum test was used to validate the significance between the test groups, and Tukey' s studentized range test was used to check if there is any significant statistical difference between each test group. Every analysis was approved with 95% reliance. Results. On measuring the maximum fracture load of teeth specimens, there was a significant difference between the maximum fracture loads of the tooth specimens. ParaCore showed the highest mean maximum fracture load followed by $Z100^{TM}$. And, the distribution of fracture mode of tooth specimens showed generally Type D, the three parted fracture of the core around the post was mostly seen(62.5%), and specifically, ParaCore showed 90% and $Z100^{TM}$ showed 100% Type D fracture. Conclusion. Referring to the values of maximum fracture load and mean compressive fracture load, ParaCore and $Z100^{TM}$ had high values and are recommended as tooth colored resin core material for glass fiber post. CLINICAL IMPLICATIONS. This study was carried out intending to be of aid in selecting the appropriate resin core for the glass fiber post. The dual cure type composite resin ParaCore and light cure type composite resin $Z100^{TM}$ have good properties and are recommended as tooth colored resin core material for glass fiber post.

• 소성∙가공
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• 제21권7호
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• pp.447-452
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• 2012

This paper is concerned with forming of Al-Zn-Mg-Sc aluminum alloy bolts, focusing on the effects of heat treatment and age-hardening on the formability and ductile damage evolution. Both experimental and finite element studies were performed. From the experiments, it is observed that the heat treatment or the normalization of Al-Zn-Mg-Sc aluminum alloy increases its formability dramatically resulting in successful bolt forming, while the effects of age-hardening at room temperature on the stress-strain relationship and formability are not very critical. Deformation characteristics such as distribution of effective stress and strain, material flow, and ductile damage evolution during bolt forming are examined using a commercial finite element package, Deform-2D. It should be noted that the extrusion load predicted by the finite element method matches well the experiment results. The finite element predictions on the deformation characteristics support the experimental observations such as fracture of bolt head flange, material flow, and distribution of hardness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권4호
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• pp.395-407
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• 2022

In this paper, cracks with different angles are prefabricated in rock specimens to study the fracture characteristics of rock based on CT images. The rock specimens are prepared for compression tests according to the standard recommended by ISRM (International Society for Rock Mechanics). The effects of different angles on rock mechanical properties and crack propagation fracture modes are analyzed. Then, based on the cohesive element method and CT images, the relationship between porosity and Young's modulus as well as the fracture property is explored by the numerical modelling. In the modelling, the distribution of Young's modulus is determined by the CT image through the field variable method. The results show that prefabricated cracks reduce the mechanical properties of rock. The closer the angles of the prefabricated crack is, the greater the Young's modulus of the rock sample is. The failure process of each specimen with prefabricated cracks is formed by the initiation and propagation of crack, and the angle of the prefabricated crack will affect the type of extended crack. As part of the numerical model proposed in this paper, the microstructure of rocks is reflected by CT images. The numerical results verify the effectiveness of the cohesive element method in the study of crack propagation for rock. The rock model in this paper can be used to predict engineering disasters such as collapse and landslide caused by rock fracture, which means that the methodology adopted in this paper is comprehensive and important to solve rock engineering problems.

• 지질공학
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• 제12권3호
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• pp.333-344
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• 2002

영천댐 도수로터널 내의 지하수 유출량이 단열면의 통계적인 분포 특성에 어느 정도 지배받는지를 파악하기 위하여, 지하수 유출구간에 분포하는 단열의 기하학적 매개변수의 분포특성 및 단열 프랙탈 차원과 지하수 유출량과의 상관성을 규명하려고 시도하였다. 전체 구간을 통하여 단층구조에서의 유출량은 84,465m$^3$/day 로 전체 유출량의 70%, 절리구조에서의 유출량은 36,525m$^3$/day 로 전체 유출량의 30%를 차지하고 있다. 이로써 단층이 연구지역 터널내의 지하수 유출을 지배하는 주된 지질구조임을 알 수 있다. 터널내의 유출량과 암석 구간별 단열 프랙탈 차원과의 관련성은 퇴적암 구간인 NATM 전 구간에서 프랙탈 차원이 증가함에 따라 유출량이 증가하였다. 단열특성에 따른 프랙탈 차원과 유출량의 관계는 절리 구간에서보다 단층 구간에서 더욱 정비례 관계를 보이고 있다.

• 수산해양기술연구
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• 제20권1호
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• pp.23-29
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• 1984

고역알루미늄합금의 파괴특성에 미치는 시효열처리의 영향에 대하여 검토한 결과는 다음과 같다. 1. 현미경 조직의 관찰결과 $190^{\circ}C,$ 12hr로 시효열처리한 것이 시효강화된 양호한 조직과 미세한 석출분포를 나타내고 있음을 알 수 있었다. 2. 계단식시효열처리에 의하여 정상시효열처리보다 시효시간을 반정도로 단축시킬 수 있었고, 이들 조직도 유사하였다. 3. 인장파단면의 SEM 전자현미경 사진관찰결과는 $190^{\circ}C,$ 12hr으로 시효열처리한 것은 딤플형 입계 및 입내연성파괴를 나타내나, 이를 제외한 대부분은 시효열처리 시간과 온도에는 관계없이 입계연성파괴인 것이 관찰되었다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.29-46
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• 2004

균열을 따른 지하수 유동은 균열 기하양상에 의해 속도와 유동형태가 결정되므로, 암반 내 지하수 유동특성 해석 시 유동경로 역할을 하는 균열의 기하양상을 정확하게 파악하는 것은 중요하다. 그러나, 실제 현장규모에서는 노두의 불연속적 분포와 지표 하 정보의 연속적 획득이 불가능하기 때문에 전체적인 균열 정보를 얻기 어렵다. 따라서, 해석대상 균열 전체양상을 표현할 수 있는 방법의 개발이 요구된다. 이 연구는 퓨리에 변환을 토대로 해석대상 균열의 전체 기하양상을 파악하는 방법을 개발하고자 새로운 접근을 시도하였다. 시추코아로부터 해석대상 균열을 따라 시료를 채취한 후, 각 시료별로 퓨리에 변환을 통해 거칠기 구성성분 중 영향력이 큰 성분을 선택하였다. 그리고, 선정된 성분들을 평균하여 평균 스펙트럼을 구하였다. 평균 스펙트럼은 각 시료의 모든 성분을 포함하고 있으므로, 해석 대상 균열의 거칠기 성분 중 대표성분을 나타낸다. Low pass filtering을 수행한 후, 퓨리에 역변환을 실시하여 평균화 된 전체 균열의 거칠기 형상을 재현하였다. 재현된 거칠기 형상 또한 각 시료의 전체 기하특성을 포함하는 해석대상 지표하 균열의 대표적 거칠기 양상을 나타내는 것이다. 또한, 이는 규모확장을 통한 균열 전체의 거칠기 양상을 의미하는 것이다. 해석대상 균열을 따른 투수계수 특성을 파악하기 위해 재현된 거칠기 양상을 바탕으로 균열모델을 구성하였다. 투수계수는 균열 기하특성을 최대한 반영하여 정확한 투수계수를 구할 수 있는 균질화 해석법을 통해 산정 하였다. 해석결과는 $10^{-4}{\;}and{\;}10^{-3}{\;}cm/sec$ 범위의 투수계수 분포를 보이는데, 이는 큰 규모의 균열을 따른 투수계수 값이라 할 수 있다. 이러한 시도는 전술한 바와 같이 제한된 단속적 균열정보를 이용해 해석대상의 균열전체에 대한 기하양상은 물론 투수계수를 산정 할 수 있는 방법이 될 것이다.도는 매립된 폐기물의 성상과 밀접한 관계를 보이며 해안가를 따라 매립되어 있는 지역의 토양 내 중금속의 용출은 주변 환경에 대한 잠재적인 환경위험을 결정 시 중요한 역할을 한다.로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 오염 지도에 근거하여 산출된 복원 물량에 대하여 토양세척법을 이용하는 경우 복원 비용을 산출하였으며, 이와 같은 자료는 고로폐광산 주변 오염 토양에 대한 실제 복원 공정의 설계에 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.om the sampling and analytical procedures. There is a cost involved in order to improve the precision of sampling and analytical methods so as to decrease the degree of measurement uncertainty. The economical point of compromise in an investigation planning can be achieved when the allowable degree of uncertainty has been set before-hand. The investigation can then be planned accordingly not to exceed the uncertainty limit. Furthermore, if the measurement uncertainty estimated from the preliminary investigation can be separated into sampling and analytical uncertainties, it can be used as a criterion where the resources for the investigation should be allotted cost-effectively to reinforce the weakest link of