• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.205-217
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• 2006

암석과 불연속면은 암반을 구성하는 주요소이며 각각의 주요 물성들은 암반 구조물의 역학적 안정성에 직접적인 영향을 미친다. 암석 및 암반 불연속면의 물성은 시료의 크기에 따라 변화하는 양상을 보이므로 실험실 시험에서 얻은 물성을 현장 구조물 설계에 적용할 때는 세심한 주의가 필요하다. 이러한 이유로 실험실에서 얻은 암석 및 불연속면의 물성을 이용하여 현장규모의 암석 및 불연속면의 물성을 합리적으로 예측하는 방법을 확립할 필요가 있다. 본 연구에서는 암반의 크기 효과에 대한 기초 연구로서 불연속면을 제외한 무결암 부분의 크기에 따른 물성 변화를 알아보고자 한다. 무결암에 가까운 재료를 택하기 위해 암석 대신 최대한 균질성이 보장될 수 있는 인공재료를 선택하였고 이러한 인공 재료에 대한 크기 변화에 따른 강도 및 탄성계수의 변화양상에 대해 살펴보았다. Buckingham's theorem을 이용한 차원해석을 통해 이상적인 무결함 재료의 크기에 따른 강도 및 탄성계수의 변화 양상을 파악하였고 이를 실험을 통해 검증해보기 위해 총 6가지의 재료를 대상으로 일축압축강도 실험을 실시하였다. 또한 3차원 입자결합모델을 이용한 상용프로그램인 PFC3D (Particle Flow Code 3- Dimension)를 사용하여 무결함 시료에 대해서 크기에 따른 강도 및 탄성계수 등의 물성 변화 양상을 수치해석을 통해 확인하고 그 영향요소를 분석하였다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.381-390
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• 2004

일본 오야응회암의 역학적 특성에 영향을 주는 화학적 풍화 열화 및 변질작용을 고찰하였다. XRD회절분석과 전자현미경분석 결과, 오야응회암은 제올라이트 광물인 클리높틸로라이트를 상당량 포함하고 있으며, 석영, 사장석, 정장석, 모오데나이트, 오팔C-T, 스멕타이트를 수반한다. 풍화된 응회암에서 석영의 함량감소 정도는 비교적 적으나, 장석의 함량감소가 뚜렷하므로 화산유리질과 장석으로부터 실리카, 알루미늄 및 알칼리원소가 공급되어 추가적 인 제올라이트가 형성된 것으로 볼 수 있다. 신선한 오야응회암의 경우, 이미 형성과정동안 상당한 양$(30\~50\%)$이 제올라이트화한 것으로 볼 때, 물이나 습기에 이 암석이 노출된다면 쉽게 풍화, 변질되어 이 암석의 강도는 급격히 감소할 것으로 예측된다. 화산성 기질과 반정간 광물조성과 화학조성의 차이로 인하여 동일한 시료내에서도 풍화, 변질되는 양상은 서로 상이할 것으로 예측된다.

• 터널과지하공간
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• 제27권3호
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• pp.172-184
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• 2017

동적 초미소 경도법의 압입시험, 하중-비하중 시험, 그리고 반복시험을 이용하여 심도별 대전화강암 내 광물들의 경도와 역학적 특성을 살펴보았다. 시험 결과 세 개 구간(Group-1, -2, -3)으로 광물 집단의 분류가 가능하였다. Martens 경도값은 세 가지 시험법 모두에서 41 m와 223 m 심도에 따른 차이가 크지 않았다. 그럼에도 불구하고, 그 크기는 반복시험<하중-비하중 시험<압입시험 순으로 나타났다. 광물 집단별 평균 Martens 경도, 탄성계수, indentation work 등을 고려해 볼때, 그들의 경계는 비교적 뚜렷하게 나타났다. 결론적으로 동적 초미소 경도법의 세 가지 형태 시험법을 이용함으로써 광물들에 대한 비교적 정확한 경도값을 얻을 수 있었다. 또한 하중-비하중 시험과 반복시험으로부터는 광물들의 탄성계수와 광물들의 탄성적-소성적 성질 특성 파악도 가능하였다.

• 터널과지하공간
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• 제25권1호
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• pp.24-36
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• 2015

거창화강암은 국내 주요 석재자원의 하나로서 토목 및 건축사업에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 거창화강암을 대상으로 수많은 실내시험을 실시하여 암석의 단위중량, 흡수율, P파 속도, S파 속도, 일축압축강도, 인장강도, 영률, 포아송비, 점착력, 내부마찰각, 점하중강도지수 등의 물리적 성질을 조사하였다. 일축압축강도는 인장강도의 19.5배, 점착력의 8.6배이고, P파 속도는 S파 속도의 1.5배 수준이었다. 실험결과로 얻어진 각종 물성간의 상호관계를 분석하였으며, 일축압축강도는 포아송비, 점하중강도지수, 영률과 0.8 이상의 피어슨 상관계수를 보였다. 또한, 단순회귀분석과 다중회귀분석을 통해 물성간의 각종 회귀식을 구하였으며, 특히 결정계수 0.7이상의 회귀식을 정리하여 나타내었다.

• 지질공학
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• 제13권2호
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• pp.257-266
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• 2003

본 연구에서는 포천, 거창, 합천 지역에 분포하는 주라기 화강암을 대상으로 미세균열 분포특성이 화강암의 물성과 역학적 이방성에 미치는 영향에 대하여 관찰하였다. 15종의 방향성 공시체를 대상으로 한 물성시험결과를 살펴보면 공극률과 흡수율은 대체로 비례하는 것으로 측정되었다. 또한 이들 공시체를 대상으로 한 P파 속도의 분포특성을 살펴보면 hardway에 수직한 H축 방향에서 고속도이고, rift에 수직한 R축 방향에서 저속도를 보인다. 3축에 평행하게 제작된 암석 공시체를 대상으로 압축강도시험을 실시하였으며, 강도는 미세균열들의 방향별 발달정도와 밀접한 관계를 보이고 있다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권1호
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• pp.29-42
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• 2018

This paper presents the results of an empirical study in which square rock-like blocks containing two parallel pre-existing rough non-persistent joints were subjected to uniaxial compression load. The main purpose of this study was to investigate uniaxial compressive strength and deformation modulus of jointed specimens. Response Surface Method (RSM) was utilized to design experiments and investigate the effect of four joint parameters, namely joint roughness coefficient (JRC), bridge length (L), bridge angle (${\gamma}$), and joint inclination (${\theta}$). The interaction of these parameters on the uniaxial compressive strength (UCS) and deformation modulus of the blocks was investigated as well. The results indicated that an increase in joint roughness coefficient, bridge length and bridge angle increased compressive strength and deformation modulus. Moreover, increasing joint inclination decreased the two mechanical properties. The concept of 'interlocking cracks' which are mixed mode (shear-tensile cracks) was introduced. This type of cracks can happen in higher level of JRC. Initiation and propagation of this type of cracks reduces mechanical properties of sample before reaching its peak strength. The results of the Response Surface Methodology showed that the mutual interaction of the joint parameters had a significant influence on the compressive strength and deformation modulus.

• 한국가시화정보학회지
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• 제22권1호
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• pp.18-27
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• 2024

A series of shock wave pulses with Mach number 2.2 of 100, 200, and 300 shocks were applied to lead sulfide (PbS) nanomaterials at intervals of 5 sec per shock pulse. To investigate the crystallographic, electronic, and magnetic phase stabilities, powder X-ray diffractometry (XRD), diffused reflectance spectroscopy (DRS), and vibrating-sample magnetometry (VSM) were employed. The material exhibited a rock salt structure (NaCl-type structure); XRD results indicated that material is monoclinic with space group C121 (5). Further, XRD results showed shifts due to lattice contraction and expansion when material was subjected to shock wave pulses, indicating stable material structure. Based on the data obtained, we believe that the PbS material is a good choice for high-pressure, high-temperature, and aerospace applications due to its superior shock resistance characteristics.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권3호
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• pp.345-359
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• 2016

In order to investigate the influence of the interfacial angel on failure characteristics and mechanism of combined coal-rock mass, 35 uniaxial/biaxial compressive simulation tests with 5 different interfacial angels of combined coal-rock samples were conducted by PFC2D software. The following conclusions are drawn: (1) The compressive strength and cohesion decrease with the increase of interfacial angle, which is defined as the angle between structure plane and the exterior normal of maximum principal plane, while the changes of elastic modulus and internal friction angle are not obvious; (2) The impact energy index $K_E$ decreases with the increase of interfacial angle, and the slip failure of the interface can be predicted based on whether the number of acoustic emission (AE) hits has multiple peaks or not; (3) There are four typical failure patterns for combined coal-rock samples including I (V-shaped shear failure of coal), II (single-fracture shear failure of coal), III (shear failure of rock and coal), and IV (slip rupture of interface); and (4) A positive correlation between interfacial angle and interface effect is shown obviously, and the interfacial angle can be divided into weak-influencing scope ($0-15^{\circ}$), moderate-influencing scope ($15-45^{\circ}$), and strong-influencing scope (> $45^{\circ}$), respectively. However, the confining pressure has a certain constraint effect on the interface effect.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.23-26
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• 2005

In this work, effects of oxygen plasma on surfc1ce characteristics of carbon fibers were investigated in impact strength of carbon fibers-reinforced composites. The surface properties of the carbon fibers were determined by acid/base values, FT-IR, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Also, the mechanical properties of the composites were studied by impact strength measurements. As experimental results, the $O_{IS}/C_{IS}$ ratio of the carbon fiber surfaces treated by oxygen plasma was increased compared to that of untreated ones, possibly due to development of oxygen-containing functional groups. The mechanical properties of the composites, including impact strength had been improved by the oxygen plasma on fibers. These results could be explained that the oxygen plasma resulted in the increase of the adhesion of between fibers and matrix in a composite system.

• Composites Research
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• 제18권3호
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• pp.31-37
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• 2005

본 연구에서는 나노섬유로 강인화된 복합재료를 만들기 위해 전기방사방법을 이용해서 폴리에틸렌옥사이드 (PEO) 나노섬유를 제조하였고, 제조된 복합재료와의 기계적 계면특성을 비교하기 위해 PEO 입자로 강인화된 복합재료를 제조하였다. PEO 나노섬유의 파이버 직경과 모폴로지는 주사전자현미경을 통해 관찰하였고, 복합재료의 기계적 계면특성은 파괴인성 $(K_{IC})$과 층간 전단 강도실험 (ILSS)을 통하여 알아보았다. 실험결과, 인가전압이 증가될수록 파이버의 직경은 감소하였고. 고전압에서 제트 불안정성의 증가로 인해서 최적의 섬유구조는 15 kV에서 얻을 수 있었다. PEO 나노섬유로 강인화된 에폭시 복합재료는 파괴인성인자 값인 $K_{IC}$와 ILSS가 PEO 입자로 강인화된 복합재료보다 향상된 값을 나타내었다. 이는 나노섬유가 입자에 비해 높은 비표면적과 aspect ratio를 가짐에 따라 복합재료의 기계적 계면특성을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 판단된다.