• 지질공학
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• 제32권4호
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• pp.467-482
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• 2022

The Yeonghae basin is located at the northeastern part of the Yangsan fault (YSF; a potentially active fault). The study of the architecture of the Yeonghae basin is important to understand the activity of the Yangsan fault system (YSFS) as well as the basin formation mechanism and the activity of the YSFS. For this study, Digital Elevation Model (DEM) was used to highlight the marginal faults, and structural fieldwork was performed to understand the geometry of the intra-basinal structures and the nature of the bounding faults. DEM analysis reveals that the eastern margin is bounded by the northern extension of the YSF whereas the western margin is bounded by two curvilinear sub-parallel faults; Baekseokri fault (BSF) and Gakri fault (GF). The field data indicate that the YSF is striking in the N-S direction, steeply dipping to the east, and experienced both sinistral and dextral strike-slip movements. Both the BSF and GF are characterized dominantly by an oblique right-lateral strike-slip movement. The stress indicators show that the maximum horizontal compressional stress was in NNE to NE and NNW-SSE, which is consistent with right-lateral and left-lateral movements of the YSFS, respectively. The plotted structural data show that the NE-SW is the predominant direction of the structural elements. This indicates that the basin and marginal faults are mainly controlled by the right-lateral strike-slip movements of the YSFS. Based on the structural architecture of the Yeonghae basin, the study area represents a contractional zone rather than an extensional zone in the present time. We proposed two models to explain the opening and developing mechanism of the Yeonghae basin. The first model is that the basin developed as an extensional pull-apart basin during the left-lateral movement of the YSF, which has been reactivated by tectonic inversion. In the second model, the basin was developed as an extensional zone at a dilational quadrant of an old tip zone of the northern segment of the YSF during the right-lateral movement stage. Later on, the basin has undergone a shortening stage due to the closing of the East Sea. The second model is supported by the major trend of the collected structural data, indicating predominant right-lateral movement. This study enables us to classify the Yeonghae basin as an inverted strike-slip basin. Moreover, two opposite strike-slip movement senses along the eastern marginal fault indicate multiple deformation stages along the Yangsan fault system developed along the eastern margin of the Korean peninsula.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.53-66
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• 2023

본 연구에서는 대규모 지반굴착 조건에서 흙막이 벽체로 적용된 벽강관말뚝의 탄소성보 해석, 유한요소 해석 및 최적화 설계 등의 결과를 제시하였다. 본 연구를 통해 고강도 내해수강 벽강관의 경우 부식에도 유리하고 허용응력이 커 구조적으로 우수하여 흙막이 벽체로써 활용성이 높고, C-Y형 이음부의 경우 기존 P-P형 대비 인장강도와 강성이 크게 개선되었음을 알 수 있었다. 또한, 시공 중 벽체 누수나 결함이 발생하더라도 용접, 덧댐 시공 등으로 확실한 보수가 가능한 장점이 있는 것으로 조사되었다. 벽강관 연속벽의 경우 CIP나 Slurry wall 대비 변위 순응 구조임과 동시에 동일 수평변위에 대하여 허용 휨응력이 매우 커 대심도 흙막이 측면에서 가장 우수한 것으로 평가되었다. 대규모 편토압 조건에서의 지반굴착임을 고려하여 탄소성보해석 및 유한요소 해석을 실시하고, 그 결과를 상호 비교한 결과, 굴착 시 전체적인 거동, 벽체의 변위나 부재력 등 각 항목별 발생 최대값에 대해서도 두 방법간에는 정량적 수치가 유사한 것으로 나타나 추후 설계 시 두 해석방법 모두 적용가능한 것으로 나타났다. 마지막으로, 동일 직경에서 가장 두꺼운 두께의 중공형보다는 가장 얇은 두께에 콘크리트로 속채움하는 방법, 그리고 변위와 부재력의 급격한 변화가 없는 깊이 즉, 정상성 검토를 통한 근입길이 결정 시 경제적인 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1C호
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• pp.53-62
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• 2008

본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.295-306
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• 2010

암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률($10^{-4}{\sim}0.5%$) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성 계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제23권4호
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• pp.373-384
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• 2022

To improve the seismic performance of suspended ceiling structures, various vibration-damping devices have been developed. However, the devices made of metals have a limit in that they cause large deformation and seriously damages the exterior of the suspended ceiling structure from the wall. As a results, their strengthening effect of the suspended ceiling structure was minimal. Thus, this study employed a spring and vibration-proof rubber effectively controlled vibrations without increasing horizontal seismic loads on the ceiling to enhance the seismic resistance of suspended ceiling structures. The objective of the study is to examine the dynamic properties of a seismic damping-isolation unit (SDI) with various details developed. The developed SDI was composed of a spring, embossed rubbers, and prestressed bolts, which were the main factors enhancing the damping effect. The shaking table tests were performed on eight SDI specimens produced with the number of layers of embossed rubber (n_s), presence or absence of a spring, prestressed force magnitude introduced in bolts (f_ps), and mass weight (W_m) as the main parameters. To identify the enhancement effect of the SDI, the dynamic properties of the control specimen with a conventional hanger bolt were compared to those of the SDI specimens. The SDI specimens were effective in reducing the maximum acceleration (A_{c max}), acceleration amplification factor (α_p), relative displacement (δ_R), and increasing the damping ratio (ξ) when compared to the control specimen. The A_{c max}, α_p, and δ_R of the SDI specimens with two rubbers, spring, and f_ps of 0.1f_by, where f_by is the yielding strength of the screw bolt were 57.8%, 58.0%, and 61.9% lower than those of the conventional hanger bolt specimens, respectively, resulting in the highest ξ (=0.127). In addition, the α_p of the SDI specimens was 50.8% lower than those specified in ASCE 7 and FEMA 356. Consequently, to accurately estimate the α_p of the SDI specimens, a simple model was proposed based on the functions of f_ps, stiffness constant of the spring (K), W_m, and n_s.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.831-846
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• 2023

한반도의 대표적인 습곡-단층대 중 하나인 옥천대의 주천-평창지역에는 경기육괴 기반암을 고생대 조선누층군 및 시대미상의 방림층군 상위로 충상시키는 다수의 트러스트 단층이 발달한다. 이 지역의 트러스트들은 상반의 암체가 하반의 암체로 완전히 둘러싸인 폐곡선 형태의 독특한 자취를 보이며, 이는 전형적인 클리페의 지질도 상 특징으로 해석될 수 있다. 특히, 연구 지역과 같이 트러스트 상반에 기반암을 포함하는 클리페의 경우에는 습곡-단층대 배후지의 구조 발달을 이해하는데 중요하다. 그러나 클리페 구조가 잘 정의되기 위해서는 층서적으로 오래된 암체가 트러스트를 경계로 상대적으로 젊은 암체의 상위에 구조적으로 완전히 고립된 형태를 보여야 하기 때문에, 연구지역에 넓게 분포하는 시대미상 방림층군의 지질연대가 매우 중요하다. 본 연구에서는 SHRIMP U-Pb 저어콘 연대측정을 통해 획득한 방림층군의 최대 퇴적시기와 야외조사 결과 및 기존 연구를 종합하여, 방림층군을 아래로는 선캄브리아시대 화강편마암과 위로는 전기 고생대 조선누층군 양덕층군(장산층, 묘봉층)의 지층 사이에 놓이는 고생대 캄브리아기 최하부 지층에 대비하였다. 이를 바탕으로 평창지역에 대한 구조기하 형태 연구를 수행한 결과, 운교리트러스트와 방림트러스트는 하나의 습곡된 트러스트이며 운교리트러스트 상반의 암체들이 하반 암체들에 의해 완전히 고립된 특징을 보이는 클리페 모델로 해석이 가능함을 확인하였다. 향후 주천-평창지역에 대한 구조지질학적 측면의 후속 연구들을 통해 클리페 모델에 대한 추가적인 테스트가 이루어진다면, 옥천대의 구조 진화에 있어서 기반암을 포함하는 변형 기작의 역할에 대해 중요한 정보를 획득할 수 있을 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.172-181
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• 2023

본 연구에서는 케이블의 손상에 대한 사장교의 실시간 손상평가를 진행하였다. 사장교의 실시간 손상평가를 위한 센서는 가속도 센서를 사용하였으며, KEOT(Kinetic Energy Optimization Techniques)를 이용하여 센서의 위치와 수량에 대한 최적의 조건을 선정했다. KEOT는 구조물이 외력에 의해서 진동할 때, 최대변형에너지의 값을 계측하여 최적 계측 위치와 센서의 수량을 결정한다. 본 연구에서의 손상 조건은 케이블의 파단으로 제한하였으며 사장교를 4개의 구간으로 나누어 구간별 케이블 손상을 주었다. 사장교 케이블의 실시간 손상평가 방법은 FE 구조해석을 통하여 실제 모델과 유사한 가상의 모델을 만들었다. 생성된 가상 모델과 모형 구조물에 랜덤 가진파를 가한 이후 모형 구조물의 케이블 손상을 주었다. 가상 모델에서 출력되는 응답을 무손상 상태의 응답으로 정의하고 실제 모델에서 계측되는 응답을 손상 상태의 데이터로 정의하여 두 데이터를 비교하였다. 무손상 상태의 사장교의 데이터로부터 손상 상태의 사장교의 데이터를 IMD(Improved Mahalanobis Distance) 이론에 적용하여 손상의 정도를 평가하였다. IMD 이론으로 손상을 평가한 결과 구간별 손상을 실시간으로 적절하게 찾아내어 실시간 모니터링에 적용할 수 있는 유용한 손상평가 기술로 확인되었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제31권1호
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• pp.16-22
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• 2024

Composite-based piezoelectric devices are extensively studied to develop sustainable power supply and self-powered devices owing to their excellent mechanical durability and output performance. In this study, we design a lead-free piezoelectric nanocomposite utilizing (Ba_0.85 Ca_0.15)(Ti_0.9Zr_0.1)O₃ (BCTZ) nanomaterials for realizing highly flexible energy harvesters. To improve the output performance of the devices, we incorporate porous BCTZ nanowires (NWs) into the nanoparticle (NP)-based piezoelectric nanocomposite. BCTZ NPs and NWs are synthesized through the solid-state reaction and sol-gel-based electrospinning, respectively; subsequently, they are dispersed inside a polyimide matrix. The output performance of the energy harvesters is measured using an optimized measurement system during repetitive mechanical deformation by varying the composition of the NPs and NWs. A nanocomposite-based energy harvester with 4:1 weight ratio generates the maximum open-circuit voltage and short-circuit current of 0.83 V and 0.28 ㎂, respectively. In this study, self-powered devices are constructed with enhanced output performance by using piezoelectric energy harvesting for application in flexible and wearable devices.

• 한국농공학회지
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• 제20권2호
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• pp.4645-4687
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• 1978

This study was attempted to investigate the mechanical properties of concrete and crack control effects of reinforced concrete with steel and glass fiber. The experimental program includes tests on the properties of fresh concrete containing fibers, compressive strength, tensile strength, flexural strength, Young's modulus, Shrinkage and deformation of steel or glass fiber reinforced concrete. Also this study was carried out to investigate the effect of steel or glass fiber to retard the development in reinforced concrete subject to uniaxial tension and thus facilitate the use of steels of higher strength. The major conclusions that can be drawn from the studies are as follows: 1. The effect of the fibers in various mixes on fresh concrete confirmed that fibers do have a significant effect on the properties of fresh concrete, bringing much more stable and exhibiting a signiflcant reduction in surface bleeding, and that the cohesion is greatly improved and the internal resistance increases with fiber concentration. But the addition of an excess contents and length of fibers brings about the reduction of workability. 2. With the addition of steel fibers(1.5% Vol.) to concrete, the compressive strength as compared with plain concrete showed a very slight increase, but excess addition, over 1.5% Vol. of steel and glass fiber reduced its strength. 3. Splitting tensile strength of fiber reinforced concrete showed a significant increase tendency, as compared with plain concrete. In case of containing steel fiber (2.5%, 30mm), it showed that the maximum increase rate of 1.48 times as much rate, and in case of containing glass fiber (2.5%, 30mm), the increase rate of strength was 1.25 times as much rate. 4. Flexural strength of fiber reinforced concrete showed a significant tendency, as compared with plain concrete. Containing steel fiber (2.5%, 30mm) showed the maximum increase rate of 1.64 times as much rate and containing glass fiber (2.5%, 30mm) showed the increase rate of strength of 1.32 times as much rate, and in general, the 30mm length brougth the best results. 5. The strength ratio ($\sigma$b/$\sigma$c and $\sigma$t/$\sigma$c) increased, when steel fiber's average spacing was up to 3.05mm, but decreased when beyond 3.05mm, and it was confirmed that tensile or flexural strengths of steel fiber reinforced concrete are apparently governed by fiber's average spacing. 6. The compressive strain of fiber reinforced concrete showed a significant increasing tendency as the fiber was added, but Young's modulus. with the addition of steel and glass fibers, showed a slight decrease tendency. And according to the increase of flexural strength, a considerable increase was seen in toughness. 7. With the addition of fiber's the shrinkage of concrete was significantly decreased, in both case of adding steel fibers 12.5%, 30mm, and showed a significant decrease ratio, in average 30.4% and 36.7%, as compared with plain concrete. 8. With the increase of fiber volume fraction and length, the gained stress in reinforcing bar in concrete specimens increased in all crack widths, but at different rates, with the decrease of fiber diameter, the stress showed a considerable increasing tendency. And the duoform steel fibers showed the greatest improvement, as compared with the other types tested. 9. The influence of fiber dimensions in order of significanse on the machanical properties of concrete and the crack control of reinforced concrete was explained as follows: content, length, aspect ratio and dimeter.

• 암석학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-38
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• 2006

영남육괴 북동부에 위치하는 삼척시 남부의 영남육괴 변성암류 중에서 흑운모화강편마암(이천화강편마암)에 관하여 암석화학적인 연구를 수행하였다. 이 지역은 호산리 편암 및 편마암류, 이천 화강편마암, 우백질 화강암, 홍제사 화강암, 캠브리아기 퇴적암류, 백악기 퇴적암류 및 산성화산암류로 구성되어 있다. 호산리층은 주로 석영+K-장석+사장석+흑운모+백운모+석류석$\pm$근청석$\pm$규선석으로 구성되어 있다. 이천 화강편마암은 호산리층과 유사한 광물조합을 나타내며 엽리의 발달이 미약한 괴상의 화강섬록암질 암체이다. 이러한 광물조성에 따라 이 지역은 크게 석류석대와 규선석대로 나눌 수 있다. 이천리 지역의 이천 화강편마암과 우백질화강암의 주원소, 미량원소 및 희토류 원소 분석결과는 호산리층이 기원암임을 지시하는 이질기원암의 심용작용에 의해서 형성된 것으로 나타난다. CaO 및 $Al_2O_3$의 경향성과 Rb, Sr, Ba과 같은 미량원소는 마그마 형성 이후에 사장석의 분별정출 작용이 일어났음을 지시한다. 화강암질 암의 형성 환경은 전반적으로 충돌대와 관련된 환경을 지시하여 인근지역의 화강암질암의 생성환경과 일치한다. 전반적인 단층은 $N54^{\circ}\;W/77^{\circ}\;SW,\;N49^{\circ}\;W/81^{\circ}\;NE,\;N10^{\circ}\;W/38^{\circ}\;NE$ 방향의 단층이 현저하다. 단층의 전단감각 및 지형적 형태로 미루어 볼 때, 이 지역은 응기와 횡압력을 동시에 받은 것으로 추측된다 단층 형성연대는 이 지역에 분포하는 암맥류를 단절하는 재활성 절리로 볼 때 제3기 이후일 것으로 보인다. 호산리층과 이천화강편마암 엽리의 최대 집중군은 각각 $N89^{\circ}\;E/55^{\circ}\;SE$과 $N80^{\circ}\;E/45^{\circ}\;SE$로 나타나 유사한 변형작용을 받았을 것으로 추정된다.