• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.527-536
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• 2020

An elastic-plastic solution for cavity expansion problem considering strength degradation, undrained condition and initial anisotropic in-situ stress is established based on the Tresca yield criterion and cavity expansion theory. Assumptions of large-strain for plastic region and small-strain for elastic region are adopted, respectively. The initial in-situ stress state of natural soil mass may be anisotropic caused by consolidation history, and the strength degradation of soil mass is caused by structural damage of soil mass in the process of loading analysis (cavity expansion process). Finally, the published solutions are conducted to verify the suitability of this elastic-plastic solution, and the parametric studies are investigated in order to the significance of this study for in-situ soil test.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권8호
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• pp.466-473
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• 2009

Our group previously observed the intrinsic stress evolution of Cu thin films during deposition by changing the deposition rate. Intrinsic stress of Cu thin films, which show Volmer-Weber growth, is reported to display three unique stress stages, initial compressive, broad tensile, and incremental compressive stress. The mechanisms of the initial compressive stress and incremental compressive stages remain subjects of debate, despite intensive research inquiries. The tensile stress stage may be related to volume contraction through grain growth and coalescence to reduce over-accumulate Cu adatoms on the film surface. The in-situ intrinsic stresses behavior in Cu thin films was investigated in the present study using a multi-beam curvature measurement system attached to a thermal evaporation device. The effect of substrate surface roughness was monitored by observed the in-situ intrinsic stress behavior in Cu thin films during deposition, using $100{\mu}m$ thick Si(111) wafer substrates with three different levels of surface roughness.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.141-151
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• 2019

A novel theoretical solution is presented for created (zero initial radius) cavity expansion problem based on CamClay model and considers the effect of initial anisotropic in-situ stress and drained conditions. Here the strain of this theoretical solution is small deformation in elastic region and large deformation in plastic region. The works for cylindrical and spherical cavities expanding in drained condition from zero initial radius are investigated. Most of the conventional solutions were based on the isotropic and undrained condition, however, the initial stress state of natural soil mass is anisotropy by soil deposition history, and drained cavity expansion calculation is closer to actual engineering in permeable soil mass. Finally, the parametric study is presented in order to the engineering significance of this work.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권5호
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• pp.283-288
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• 2008

We observed the in-situ stress behavior of Cu and Ag thin films during deposition using a thermal evaporation method. Multi-beam curvature measurement system was used to monitor the evolution of in-situ stress in Cu and Ag thin films on 100 Si(100) substrates. The measured curvature was converted to film stress using Stoney formula. To investigate the effects of the deposition rates on the stress evolution in Cu and Ag thin films, Cu and Ag films were deposited at rates ranging from 0.1 to $3.0{\AA}/s$ for Cu and from 0.5 to $4.0{\AA}/s$ for Ag. Both Cu and Ag films showed a unique three stress stages, such as 'initial compressive', 'a tensile maximum' and followed by 'incremental compressive' stress. For both Cu and Ag films, there is no remarkable effect of deposition rate on the thickness and average stress at the tensile maximum. There is, however, a definite decrease in the incremental compressive stress with increasing deposition rate.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권1호
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• pp.57-70
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• 2002

국토의 65 % 이상이 산악으로 구성된 이유로 90년대 이후 산악지형의 암반을 대상으로 한 대규모 교통터널, 에너지 비축시설 및 산업용 저장소와 같은 대형 토목구조물의 필요성이 크게 증가하고 있다. 암반내 시공되는 토목 구조물의 설계과정에서 현지 암반의 초기응력장에 대한 정량적인 자료가 주요한 핵심요소로 작용하며 이러한 초기응력장에 대한 제반 정보를 획득하기 위한 목적으로 국내에서는 정밀 지반조사 과정에서 수압파쇄법이 대표적으로 사용되고 있다, 본 논문에서는 국내 각지의 산악지형에서 얻어진 수압파쇄시험 현장 측정 자료들에 대한 해석결과를 바탕으로 국내 산악지형의 암반내 초기응력 분포 특성에 대한 분석을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.147-159
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• 2003

90년대 이후 지하 암반 구조물의 수요가 증가함에 따라 시공 전 설계 단계에서 요구되는 암반내 초기응력에 대한 정량적 정보를 얻기 위해 현장 초기 응력 측정이 광범위하게 수행되고 있다. 제안된 여러 측정법들 중 현장 적용성 면에서 큰 장점을 가진 수압파쇄법이 국내에서는 대표적으로 적용되고 있다. 본 논문에서는 평탄한 지형조건으로 이루어진 서울 중심부 편마암 지역내 저심도 구간의 11개 시추공을 대상으로 수압파쇄법에 의해 구해진 초기응력 측정자료와 수평응력의 크기, 방향성과 심도별 변화 그리고 측압계수 분포 등 과업구간 암반 내 초기응력장의 제반 분포 특성에 대해 논의하고자 한다.

• 터널과지하공간
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• 제5권3호
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• pp.251-265
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• 1995

One of the most important matters in stress measurement by hydraulic fracturing technique is the determination of the breakdown pressure, reopening pressure, and shut-in pressure, since these values are the basic input data for the calculation of the in-situ stress. The control of the fracture propagation is also important when the hydraulic fracturing technique is applied to the development of groundwater system, geothermal energy, oil, and natural gas. In this study, a laboratory scale hydraulic fracturing device was built and a series of model tests were conducted with cube blocks of Machon gabbro. A new method called 'flatjack method' was adopted to determine shut-in pressure. The initial stress calculated from the shut-in pressure measured by flatjack method showed much higher accuracy than the stress determined by the conventional method. The dependency of the direction of fracture propagation on the state of the initial stresses was measured by introducin g artificial slots in the borehole made by water jet system. Numerical modeling by BEM was also performed to simulate the fracture propagation process. Both results form numerical and laboratory tests showed good agreement. From this study which provides the extensive results on the determination of shut-in pressure and the control of fracture propagation which are the critical issue in the recent hydraulic fracturing, it is conclued that in-situ stress measurement and the control of fracture propagation could be achived more accurately.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.136-145
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• 2011

준설매립후 연직배수공법을 적용하여 지반개량을 수행하는 대규모 국가산업단지 조성 프로젝트를 대상으로, 각 심도별 채취된 불교란 시료를 이용하여 물리즉 특성 및 압밀 특성 등을 분석하기 위한 실내시험을 실시하였으며, 수평 압밀계수 및 현장 초기 응력 산정을 위한 콘 관입 및 소산시험을 수행하였다. 지층을 구성하고 있는 하부의 원지반 점토층과 상부의 준설 매립층은 유사한 해성점토로 구성되어 있으나, 초기 간극비와 초기 함수비, 초기 응력상태, 방향별 투수성과 압축성 등의 압밀특성에 있어서는 시간경과에 따른 압밀거동에 있어 매우 큰 차이를 보이는 다층 지반의 특성을 띠고 있다. 압밀과 관련된 응력이력이 다른 두지층의 초기응력을 산정하기 위하여 콘 관입시험 및 소산시험시의 간극수압 측정결과를 분석하였으며, 이를 통해 압밀이 진행중인 하부 원지반 점토층에서의 매립하중과 상부 성토에 의한 각 심도별 과잉간극수압 분포 및 이를 통한 초기응력을 산정할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.567-582
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• 2009

일본의 기후현의 카미오카광산은 지하 약 1,000 m의 대심도에, 우주에서 도래하는 소립자의 관측과 양자의 붕괴현상 등을 연구하기 위한 실험시설 SUPER-KAMIOKANDE가 건설되었다. 이 시설 설계를 위한 기초 자료의 하나로, 초기지압 측정을 실시하여 건설 예정지의 암반 응력 상태를 파악했다. 측정 방법은, 일본 전력중앙연구소(Central Research Institute of the Electric Power Industry)에서 개발한 ８성분 변형률 게이지를 이용한 공경변화법, Sugahara와 Obara가 개발한 16성분 구면 게이지를 이용한 구면 공저변형법, 오스트레일리아의 CSIRO에 의해 개발된 Hollow Inclusion Cell을 이용한 공벽변형률법이다. ３종류의 방법에 의해 얻어진 결과가 일치하지는 않았지만, ６응력성분의 평균치를 이용하여 주응력 방향 및 크기를 결정하였다.

• Journal of Magnetics
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• 제15권1호
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• pp.12-16
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• 2010

Combined study of in-situ stress measurements and atomic force microscopy (AFM) revealed drastic stress relaxation in the CoCrPt and PS(styrene)-PVP(vinyl pyridine) polymer hybrid structure that was closely related to the growth structure of the film. We have observed not only no large initial growth stress at the initial stages of film growth but also twice smaller stress in magnitude with opposite sign in the CoCrPt/PS-PVP/Si sample. The microstructural studies using AFM at the various film growth stages revealed that the film growth structure plays an important role in the stress relaxation mechanism of CoCrPt films on a corrugated polymer surface.