• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.188-191
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• 2003

In this wort. the effect of anodic oxidation on surface characteristics of high strength PAN-based carbon fibers is investigated in terms of surface and mechanical interfacial properties of the composites. As a result, the acidity of carbon fiber surfaces is increased, due to the development of oxygen functional groups in the presence of anodic oxidation. Also. it is found that the critical stress intensity factor ($K_{IC}$) is improved in the oxidized fibers-reinforced composites. which can be attributed to the good wettability between fibers and epoxy resin matrix.

• 터널과지하공간
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• 제17권1호
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• pp.43-55
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• 2007

한국원자력연구소에서는 고준위폐기물 처분시스템의 다양한 현장 실증연구를 위해 원자력연구소 내 지하처분연구시설 (KAERI Underground Research Tunnel, KURT)이 건설되었다. 터널 크기 $6m{\times}6m$, 총길이 255 m (진입터널 180 m 연구모듈 75 m)인 KURT는 결정질 화강암반에 위치하고 있다. KURT에서는 개념설계, 부지조사, 시설설계, 건설 과정에서 다양한 암석역학 관련 연구들이 수행되었다. 물리탐사, 시추공조사, 암석물성 시험, 현장 물성 시험 등을 통해 KURT 의 구조적 안정성 평가에 필요한 암석 및 암반의 물성이 얻어졌으며 이들 물성은 해석 모델의 입력자료로 활용되었다. 본 논문에서는 KURT 에서 수행되었던 암석역학 관련 시험을 통해 얻어진 주요 결과 및 이를 활용한 3차원 구조해석에 대해 소개한다.

• 지질공학
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• 제12권4호
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• pp.421-437
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• 2002

절리면에서의 이방성 및 전단거동을 정량적으로 파악하기 위한 목적으로 암석 절리면에 석고 몰드를 제작한 후 시멘트 몰타르를 이용하여 복제된 절리모델에 직접전단시험을 실시하였다. 시험 전 암석 시험편의 절리면에 대하여 기계식 단면측정기를 이용하여 절리면의 거칠기를 측정하고 이에 대한 결과를 수치화하였다. 수치화를 통하여 제시된 좌표값을 통하여 거칠기의 통계적 변수와 프랙탈 차원을 구하였다. 대부분의 절리모형에서, 낮은 수직응력 수준에서 전단변위에 따른 전단응력의 값이 지속되거나 상승하였다. 이는 자연상태의 절리면에 대하여 형성된 전리모형의 경우 단일 거칠기 특성에 의존되지 않음을 나타낸다 거칠기에 대한 여러 통계적 변수에 의해 제시된 단면의 특성과 전단강도와의 관계는 일정하지 않으며, 대부분 낮은 상관관계를 가지고 있음이 확인되었다. JRC를 이용한 Barton의 경험식과 실제 실험에서 주어진 값을 비교한 결과 Barton의 경험식은 거칠기에 대한 이방성의 영향을 고려하기 어려우며, 절리면에 대한 특성을 파악함에 있어서 적절하지 않은 것으고 판단된다. 프랙탈 차원의 경우 동일한 단면에 대하여 이방성을 고려할 수 있었으며, 이를 이용한 경험식을 사용한 결과 시험결과와 유사한 이방성을 인지할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권7호
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• pp.683-689
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• 2017

고유가, 환경규제 등의 국제무역환경 변화에 따라 수출주력상품인 유압 브레이커의 고부가가치화를 위하여 지능형 전자제어유압시스템 분야인 ICT 융합기술을 활용하여 암반특성을 예측하고 최적모드(다단형)로 구동하는 지능형 파쇄기술 및 에너지 효율을 극대화할 수 있는 유압 브레이커 개발에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 암반의 강도에 따라 최적의 타격력을 제공하기 위해 근접센서를 이용해 암반 타격 시 피스톤의 하강 깊이를 측정하고 이를 통해 암반의 특성을 판별하여 타격력을 결정하는 피스톤 스트로크의 길이를 솔레노이드 밸브를 이용해 제어하였다. 다단 타격시스템을 위해 컨트롤러와 디스플레이/조작장치를 개발하였고, 무선통신을 이용하여 상호 정보교환이 가능하도록 하였다. 최종적으로 암반 강도에 따라 3단으로 타격할 수 있는 제어시스템을 개발하였고, 실차실험을 통해 이를 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제14권3호
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• pp.215-228
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• 2004

지하암반의 변형은 단층, 절리 등의 불연속면을 따라 발생하므로 불연속면의 역학적 특성과 공간적인 분포형태는 구조물의 안정성에 근 영향을 미친다. 한편 연약암반에 높은 응력이 작용하는 경우에는 불연속면뿐만 아니라 무결암에서의 변형이 구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 이 연구에서는 암반구조물의 안정성 해석을 위하여 무결암과 절리, 그리고 록볼트를 점소성(visco-plastic) 재료로 가정하고, 연속체 개념을 적용하여 유변학적 모델(Rheological model)에 기초한 2차원 점소성 유한요소 프로그램을 개발하였다. 무결암 모델, 절리암반 모델, 록볼트로 보강된 절리암반 모델의 분석을 통하여 개발된 프로그램을 검증하였고, 각각의 모델에서 무결암의 해석 조건(탄성/점소성)에 따른 변위의 차이를 알아보았다. 연약암반에 높은 응력이 작용할 때, 무결암을 탄성으로 해석한 경우보다 점소성으로 해석한 경우에서 지하구조물의 변위가 더 크게 나타났다. 따라서 연약암반 내 지하구조물의 안정성 해석을 위해서는 절리와 록볼트 뿐만 아니라 무결암에 대해서도 점소성 모델을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.293-302
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• 2015

박층 뿜칠 라이너(TSL)는 숏크리트와 철망을 대체하는 새로운 암반 지보재로서 고려되고 있다. 하지만 아직까지 TSL의 핵심 제작기술이 공개되지 않은 관계로 독자적인 TSL 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에는 TSL의 개발을 위한 첫 번째 단계로서, 2가지의 경제적인 분말형 TSL 시작품 배합조건들을 도출하였고 이들을 액상 및 분말 재료가 혼합되는 2성분 외국산 TSL의 역학적 성능들과 실험적으로 비교하였다. 실험결과, 1가지 TSL 시작품 배합조건은 파괴 시의 신장률이 낮게 나타나 지보재로서의 활용이 어려운 것으로 나타났으나, 나머지 TSL 시작품 배합조건은 기존 외국산 TSL보다 큰 인장강도와 부착강도를 발현하는 등 우수한 성능을 나타내었으며 유럽 EFNARC(2008)의 모든 성능기준을 만족하여 지보재로서 활용이 가능한 것으로 검증되었다. 단, 외국산 2성분 TSL과 비교할 때 TSL 시작품의 연성을 추가적으로 향상시키기 위한 보완이 필요한 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.90-101
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• 2007

최근 지하공간개발의 증가와 한께 상부저수지에 저장된 물을 하부저수지고 낙하시켜 발전하는 지하양수 발전소의 건설도 지속적으로 이루어지고 있다. 이거한 지하양수발전소를 건설할 때, 구조물의 효율적이고 안전한 설계 시공 및 유지를 위해서 설계단계에서 암석과 암반의 공학적 특성 및 대상지역의 지압상태 등을 명확히 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서 소개하는 양수발전소는 심포 $320{\sim}375m$에서 건설되고 있으며, 구조물의 안정성 검토를 위하여 굴착예정지 암반에 대해 오버코어링법을 이용한 초기응력측정, 공내재하시험 및 암석의 물성시험을 실시하여 설계에 필요한 기초자료를 획득하였다. 이를 바탕으로 수치해석을 실시하여 기존 지보재 설계의 적정성을 판단하였고, 불안정성으로 판정된 부분에 대해서는 추가로 보강설계를 하였다. 추가 보강설계 결과, 공동 전체에서 안정성을 확보하였고 현재 순조롭게 굴착이 이루어지고 있는 상태이다.

• 지질공학
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• 제26권3호
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• pp.339-352
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• 2016

지하 매질의 물리적인 성질을 정확히 평가하기 위한 가장 일반적인 방법은 해당 지점에서 시추하여 채취한 암편을 대상으로 해석한 지질공학적인 실내시험 결과와 시추공 안에 삽입한 탐사 기구를 통해 얻은 지구물리학적인 자료를 함께 복합적으로 해석하는 것이다. 이 연구에서는 충북 증평의 지질학습장으로 예정된 시험부지 중의 한 곳에서 시추공 탐사 대신 수집한 지표 탄성파탐사(굴절법 및 표면파법) 자료로부터 얻은 P파 및 S파 속도구조와 이를 토대로 작성된 포아송 비 단면을 통해 노두에 좁은 폭으로 드러난 암석 환경(적색퇴적암, 회색화산암, 풍화 화산암) 및 접촉선에서 관찰된 단열, 파쇄대가 확인되는지 알아보았다. 또한 탐사 지역에 주로 분포하는 회색 화산암과 적색 퇴적암을 대상으로 지표지질 조사와 실내 지질공학 실험을 수행하였다. 탐사자료에서 평가된 동적 탄성계수 영률은 지질공학 자료의 정적 탄성계수보다 높았다. 실내 시험에서 회색화산암에 비해 공극률이 작고 함수비가 작은 것으로 평가된 적색퇴적암은 추가적으로 건기와 우기에 실시한 전기탐사(비저항 및 자연전위) 결과에서 건우기와 관계없이 상대적으로 전기비저항이 높고 그 변화 폭이 매우 작은 영역으로 확인되었다. 특히 높은 함수비와 공극률을 갖는 풍화된 회색 화산암과 함께 접촉선에서 좁게 발달한 단열 파쇄대가 우기 때의 충전율을 높이는 열린 통로의 역할을 한 것으로 해석된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.399-405
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• 2010

동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반내의 피로현상이 누적되면서 암반내 누적 변위가 증가할 뿐 아니라 강도 역시 지속적으로 감소된다. 동결융해로 인한 응력의 hysteresis 현상은 대기온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 이상물체를 이용한 암반해석을 위해, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 또한 다공질암의 동결융해에 따른 열화 과정을 정량적으로 파악하기 위한 새로운 지표를 설정하고자 동결-융해 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다공성 응회암을 이용 동결-융해 실험을 실시 암석의 열화과정의 분석을 시도하였다. 실내실험 결과, 공극률의 변화를 정량화하여 열화특성을 설명하였다. 탄성계수 및 일축압축강도 등 암석의 물성변화를 공극률을 이용 열화 특성 함수로써 표현하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권5호
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• pp.421-434
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• 2019

It is of great significance to study the mechanical properties and failure mechanism of the defected rock for geological engineering. The defected sandstone modeling with power-law distribution of pre-cracks was built in this paper by Particle Flow Code software. Then the mechanical properties of sandstone and the corresponding failure process were meticulously analyzed by changing the power-law index (PLI) and the number of pre-cracks (NPC). The results show that (1) With the increase of the PLI, the proportion of prefabricated long cracks gradually decreases. (2) When the NPC is the same, the uniaxial compressive strength (UCS) of sandstone increases with the PLI; while when the PLI is the same, the UCS decreases with the NPC. (3) The damage model of rock strength is established based on the Mori-Tanaka method, which can be used to better describe the strength evolution of damaged rock. (4) The failure mode of the specimen is closely related to the total length of the pre-crack. As the total length of the pre-crack increases, the failure intensity of the specimen gradually becomes weaker. In addition, for the specimens with the total pre-crack length between 0.2-0.55 m, significant lateral expansion occurred during their failure process. (5) For the specimens with smaller PLI in the pre-peak loading process, the concentration of the force field inside is more serious than that of the specimens with larger PLI.