• 터널과지하공간
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• 제15권2호
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• pp.157-167
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• 2005

암반 내 작용하는 초기응력은 굴착되는 공동의 안정성이나 파괴 거동을 평가하는데 요구되는 주요 매개변수들 중의 하나이며 그 중요성은 암반 구조물의 시공 심도가 깊어지고 단면 규모가 커질수록 증가하게 된다. 이 논문에서는 경기육괴의 동북부에 위치한 춘천-양구 산악지역의 초기응력 분포 특성을 파악하기 위한 연구를 수행하였다. 현장 초기응력 측정은 연구지역내 9개 개별 시추공을 대상으로 심도 220m\~290m 구간의 49개소에서 시행되었다. 모든 수압파쇄 균열 조사는 초음파 주사검층을 이용하여 수행하였다. 연구 결과 조사지역 내에서 분포 암종의 차이에 따라 서로 상이한 분포 특성을 나타내는 초기응력장이 관찰되었고 특히 심도 200 m 이상의 관입 화강암체내에는 3.0에 가까운 측압계수를 가지는 높은 수준의 과잉 수평응력장이 형성되어 있는 것으로 분석되었다. 그리고 조사지역내에서 초기응력 조건에 의한 취성파괴 가능성을 평가한 결과 화강암 분포 지역내 심도 100 m이상인 영역에서는 굴착된 암반 구조물 주변에서 취성파괴의 가능성이 있는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제14권5호
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• pp.345-352
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• 2004

숏크리트 지보 구조는 지반과 숏크리트가 일체화되어 숏크리트 라이닝에 전단력의 전달이 가능한 터널구조로서 안정한 구조물을 형성하는데 기여한다. 본 연구에서는 석고를 사용하여 일정한 강도를 가진 균질한 모형지반을 제작하였다. 하중재하에 의해 일정한 원지반 응력을 조성한 후 상$.$하부반단면 굴착공법으로 굴착하며 굴착시 터널 주변지반의 응력상태와 라이닝의 거동특성을 계측하였다. 측정결과 굴착으로 인하여 터널 주변지반과 라이닝에 접선방향으로 인장응력이 발생되었다. 단계굴착에 의한 응력 해방율은 상부 경계선 확대천공시 9%, 상부반단면 아치부 확대천공시 15%, 상부반단면 경계선 절단 즉시 48%, 안정화 후 하부반단면 굴착전 94%로 나타났다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.1159-1166
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• 2005

In the present study, a series of laboratory tests with sands of different silt contents, are conducted and methods to assess non-linear behaviors based on in-situ test results are proposed. Modified hyperbolic stress-strain model is used to analyze non-linearity of silty sands in terms of non-linear degradation parameters f and g as a function of silt contents and relative density $D_R$. Stress-strain relationship results were obtained from a series of triaxial tests on sands containing different amounts of silt. Initial shear modulus which was applied to normalize modulus degradation of silty sands were determined based on the resonant column test results. From the laboratory test results, it was observed that, as the relative density increases, values of f decrease and those of g increase. Cone resistance $q_c$ for silty soil condition used in the triaxial tests were estimated based on the cavity expansion analysis. A suggestion to make an estimation of degradation parameters f and g as a function of fine contents is addressed in terms of cone resistance $q_c$ .

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.183-193
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• 1987

점토입자(粘土粒子)가 등방적으로 퇴적된 후 $K_0$-압밀(壓密)이력을 받으면 응력유도이방성(應力誘導異方性)을 지니게 되므로 정규압밀점토(正規壓密粘土)의 현위치거동(現位置擧動)을 조사하려면 $K_0$-압밀(壓密)에 의한 영향을 검토할 필요가 있다. 실내에서 반죽성형하여 얻은 점토공시체(粘土供試體)에 대하여 등방압밀 및 $K_0$-압밀을 실시한 후 비배수삼축압축시험 및 배수삼축압축시험을 실시하여 $K_0$-압밀이력의 영향을 검토하였다. $K_0$-압밀이력은 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미치나 유효주응력비거동(有効主應力比擧動)에는 영향이 작다. 특히 비배수시험의 초기변형단계에서는 축차응력거동(軸差應力擧動)에 영향을 크게 미친다. 따라서, $K_0$-압밀시료의 비배수강도거동은 등방압밀비배수시험으로 추정될 수 없다. 그러나, 최대유효주응력비(最大有效主應力比擧動)파괴기준에 의한 파괴포락선은 압밀이력 및 배수조건에 관계없이 유일한 곡선(曲線)이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.65-72
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• 1983

건조(乾操)한 모래 시료(試料)를 토압계수(土壓係數)가 1.0, 3/4, 0.55, $K_0$ 1/3 및 1/3 인 응력경로(應力經路)를 따라 정규압밀(正規壓密) 또는 과압밀(過壓密)시킨 후 삼축압축시험(三軸壓縮試驗)을 행(行)하였다. 정규압밀시료(正規壓密試料)의 변형저항(變形抵抗)은 압밀시(壓密時)의 토압계수(土壓係數)의 크기에 관계(關係)없이 초기응력(初期應力)의 증가(增加)에 따라서 증가(增加)하였으며 또 어떤 한 초기응력(初期應力)에 대한 변형계수(變形係數)는 토압계수(土壓係數)가 클수록 커지는 경향(傾向)을 보였다. 그리고 등방정규압밀(等方正規壓密) 및 이방정규압밀(異方正規壓密)된 시료(試料)의 변형계수(變形係數) ($E_i$ 및 $E_{50}$)는 초기응력(初期應力)[${\sigma}_{m0}{^{\prime}}$, ${\sigma}_{10}{^{\prime}}$, ${\sigma}_{30}{^{\prime}}$, $({\sigma}_1-{\sigma}_3)_0$]의 n승(乘)에 비례(比例)하며 이 n 치(値)는 0.37에서 0.92의 범위 내에 있었다. 그리고 과압밀시료(過壓密試料)에서는 과압밀비(過壓密比)가 클수록 변형계수(變形係)는 크게 되었음을 냐타내었다. 결론적(結論的)으로 좀더 정확(正確)한 현위치(現位置)의 변형계수(變形係數)를 구하기 위해서는 $K_0$-이방압밀삼축압축시험(理方壓密三軸壓縮試驗)을 행(行)하여야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.101-106
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• 2014

관입시험은 한정된 범위에서 1차원적 정보를 얻을 수 있으나, N치는 다양한 지반설계정수와 실험적으로 연관되어 있다. 탄성파를 이용한 비파괴 검사는 역산 과정을 통해 비용 및 시간에 효율적으로 2차원 및 3차원 물성에 대한 지도를 얻을 수 있으며, N치와 탄성파 속도는 간극비, 포화도, 유효응력 등에 의해 좌우된다. 따라서 N치와 탄성파 속도간의 경험적 관계들이 제안되어 왔다. 본 연구는 다양한 간극비와 포화도를 갖는 주문진사에 대해 정지토압조건에서 탄성파를 실험적으로 측정하였다. 그 결과 하중 조건이 간극비 및 포화도에 비하여 가장 영향을 주는 요소로 나타났으며, 간극비와 포화도는 응력-속도 관계의 경향에 영향을 주었다. 각 영향인자간의 관계를 다중회귀분석을 통해 상관식으로 나타내었다.

• 터널과지하공간
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• 제12권4호
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• pp.248-258
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• 2002

1973년 청평에 국내 최초로 지하양수 발전소를 건설한 후 2002년까지 6번째의 지하양수 발전소가 건설 중에 있다. 국내 지하양수 발전소 6개소 중 5개의 지하양수 발전소에서 유한요소법을 이용하여 지하공동의 역학적 안정성을 검토하였다 안정성 해석을 위하여 암반 내 초기응력을 공경변화법으로 측정한 결과 초기연직응력에 대한 초기수평응력의 비는 4개소의 지하양수 발전소에서 약 1.07-1.32이었다 암반의 강도와 탄성계수는 대부분의 경우 암심의 강도와 탄성계수를 보정하여 구하였다. 그 결과 안정성 해석에 입력한 암반의 탄성계수는 암심의 탄성계수에 대한 비율로 약 0.16-0.55이었다. 해석의 종류는 탄소성해석이 주를 이루었으나 점탄성해석의 사례도 있었다. 이를 위한 파괴조건은 모아-쿠롬(Mohr-Coulomb)식이었다. 이를 위해 입력한 점착력과 내부마찰각은 암심의 강도에 대한 비율로 각각 0.12-0.22, 0.6-0.87이었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.146-160
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• 2017

세계 각국에서는 지구온난화 완화를 위한 이산화탄소 지중저장에 대한 관심이 높다. 본 연구에서는 이산화탄소 지중저장에 따른 수리-역학적 복합거동 해석을 위해 TOUGH2 와 FLAC3D 를 결합하고 이를 노르웨이 슬라이프너 프로젝트에 적용하였다. 수리-역학 해석에서는 공극압에 의한 현지응력의 변화를 고려하였으며 주입공 상부의 덮개암의 투수계수 변화에 따른 수리-역학적 영향을 분석하였다. 일정 속도로 이산화탄소를 주입하는 경우, 주입정에에서의 압력 및 포화도 변화, 암반에서의 포화도 변화, 시간과 위치에 따른 암반에서의 최대주응력 및 최소주응력의 변화, 주입 후 수직변위 및 수평변위의 변화를 파악할 수 있었다. 최대주응력은 주입초기에 빠르게 상승한 후 서서히 낮아지다가 초기 응력보다 높은 값으로 수렴하는 경향을 보였으며 최소주응력은 초기에 빠르게 증가하다가 초기값으로 복귀하는 경향을 보였다. 주입이 진행됨에 따라 지표에서는 융기가 점진적으로 발생하며 주입 후 2년이 경과한 시점에서 최대 15 mm 의 수직변위가 발생하였다. 덮개암의 투수계수를 $3e-15m^2{\sim}3e-18m^2$ 까지 변화시키면서 해석을 실시한 결과, 주입초기에는 투수계수에 반비례하여 주입공 압력과 지표면 융기가 증가하였다.

• 한국재료학회지
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• 제19권1호
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• pp.1-6
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• 2009

In this study, the stress-strain response and the cracking behaviors of ITO film on a PET substrate are investigated. The cracking behaviors of ITO thin films deposited on a thermoplastic semi-crystalline polymer developed for flexible display applications was investigated by means of tensile experiments equipped with an electrical measurement apparatus and an in-situ optical microscope. Electrical resistance increased gradually in the elastic-to-plastic transition region of the stress strain curves and cracks formed. Numerous cracks were found in this region, and the increase of the resistance was linked to the cracking of ITO thin films. Upon loading, the initial cracks perpendicular to the tensile axis were observed at about 1% of the total strain. They propagated to the entire sample width as the strain increased. The spacing between the horizontal cracks is thought to be determined by the fracture strength and the thickness of the ITO film as well as by the interfacial strength between the ITO and PET. The effect of the strain rate on the cracking behavior was also investigated. The crack density increased as the strain increased. The spacing between the horizontal cracks (perpendicular to the stress axis) increased as the strain rate decreased. The increase of the crack density as the strain rate decreased can be attributed to the higher fraction of the plastic strain to the total strain at a given total strain. The higher critical strain for the onset of the increase in the resistance and the crack initiation of the ITO/PET with a thinner ITO film (300 ohms/sq.) suggests a higher strength of the thinner ITO film.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.233-244
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• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.