• 한국지구과학회지
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• 제32권6호
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• pp.640-653
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• 2011

이 연구에서는 기존의 탄성파 모델링 알고리즘에 지진 송신원을 적용하고, 음향-탄성파 결합 매질을 구현하여 남극대륙 주변과 같은 극지해역에서 발생할 수 있는 지진파의 거동을 모사한다. 기존의 변위근사 유한차분법과 달리 속도-응력 식으로 구성되는 엇격자 유한차분법의 경우 다양한 송신원을 구현하는데 적합하므로 변위-속도-응력 식에 기초하여 개발된 3차원 엇격자 유한차분법 알고리즘과 이중 우력(Double Couple Forces)을 이용하여 구현한 지진 송신원을 접목시켜 지진파의 거동을 모사한다. 좌수향 주향이동단층, 정단층, 역단층 형태의 지진 송신원에 대해서 개발된 알고리즘을 검증한 결과 이론적으로 예측되는 P파의 초동을 정확히 모사할 수 있었고, 섭입대 모델에 대한 수치모형실험 결과 섭입대에서 역단층에 의해 발생된 후 대륙지각, 해양지각 및 해양에서 전파되는 지진파의 거동양상이 정확하게 모사되는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권3호
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• pp.215-226
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• 2021

To study the evolution mechanism of cracks in rocks with multiple defects, rock-like samples with multiple defects, such as strip-shaped through-going cracks and cavity groups, are used, and the crack propagation law and changes in AE (acoustic emission) and strain of cavity groups under different inclination angles are studied. According to the test results, an increase in the cavity group inclination angle can facilitate the initial damage degree of the rock and weaken the crack initiation stress; the initial crack initiation direction is approximately 90°, and the extension angle is approximately 75~90° from the strip-shaped through-going cracks; thus, the relationship between crack development and cavity group initiation strengthens. The specific performance is as follows: when the initiation angle is 30°, the cracks between the cavities in the cavity group develop relatively independently along the parallel direction of the external load; when the angle is 75°, the cracks between the cavities in the cavity group can interpenetrate, and slip can occur along the inclination of the cavity group under the action of the shear mechanism rupture. With the increase in the inclination angle of the cavity group, the AE energy fluctuation frequency at the peak stress increases, and the stress drop is obvious. The larger the cavity group inclination angle is, the more obvious the energy accumulation and the more severe the rock damage; when the cavity group angle is 30° or 75°, the peak strain of the local area below the strip-shaped through-going fracture plane is approximately three times that when the cavity group angle is 45° and 60°, indicating that cracks are easily generated in the local area monitored by the strain gauge at this angle, and the further development of the cracks weakens the strength of the rock, thereby increasing the probability of major engineering quality damage. The research results will have important reference value for hazard prevention in underground engineering projects through rock with natural and artificial defects, including tunnels and air-raid shelters.

• 터널과지하공간
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• 제20권5호
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• pp.344-351
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• 2010

닫힌 균열을 따라 발생하는 전단거동을 Mode II 크랙의 시작과 진행으로 묘사할 수 있다. 파괴역학 이론에서는 순수 Mode II 재하에서 일반적으로 고유물성으로 인식되는 에너지 방출율(GII, Engergy Release Rate)이 한계점($G_{IIC}$)에 도달했을 때 전단거동이 시작된다고 예측한다. 지난 몇 년간 퍼듀대학의 암반공학그룹은 한계 에너지 방출률($G_{IIC}$)의 구속응력(normal stress)과 닫힌 균열의 거칠기에 대한 관계를 실험적으로 접근해왔다. 먼저 많은 실험들이 아크릴 재료를 대상으로 실행되었는데, 이는 광탄성(Photoelastic) 방법을 이용한 균열 끝(fracture tip)의 응력 집중 영역을 시각화하는 것을 가능케 해 주었다. 그 다음 실험 연구는 비교적 낮은 압축강도를 지닌 균질한 석고에 시행되었고, 최근에는 더 높은 압축강도를 지닌 재료를 대상으로 실험연구를 수행하였다. 그 예로 시멘트로 만든 시료 불록에 직접 전단 실험을 하였는데, 이전의 실험들과 마찬가지로 불연속면의 최대마찰각(Peak Friction Angle)이 잔류 마찰각(Residual Friction angle)과 비슷할 때만이 $G_{IIC}$가 재료의 고유물성으로 간주 될 수 있다는 점을 확인할 수 있었다. 그렇지 않은 경우에 한계 에너지 방출율($G_{IIC}$)은 구속응력과 함께 증가한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.79-86
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• 2012

이 연구에서는 콘크리트에 보강된 섬유의 종류 및 함유량이 FRP 보강근 부착강도에 미치는 효과를 조사하였다. 실험체는 3종류의 보강근과 구조용 강섬유, 절곡형 PP섬유와 친수성 PVA섬유를 사용하여 제작하였으며 직접부착 강도시험을 실시하여 부착강도를 평가하였다. 실험 결과 섬유의 종류 및 함유량에 따라 섬유보강 콘크리트와 보강근 사이의 부착강도에 영향을 미침을 알 수 있었다. 섬유의 가교효과로 인해 할렬균열을 제어함으로써 함유량이 증가함에 따라 부착강도가 증가하였으며, 연성 또한 증가하였다. 부착강도 및 연성증가 효과는 강섬유 > PVA섬유 > PP섬유 순으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.419-426
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• 2016

이 연구에서는 다양한 콘크리트를 갖는 전단계면에서의 전단마찰거동에 대한 횡보강근 및 압축응력의 영향을 평가하였다. 12개 직접전단실험체로부터 균열진전, 전단하중-상대 미끄러짐 관계, 균열발생시 전단응력, 최대전단내력 및 횡보강근의 전단저항력 등이 측정되었다. 실험결과 동일 전단하중에서 상대 미끄러짐 제어에 대한 횡보강근 배근형상 및 콘크리트 압축강도의 영향은 미미하였다. 작용 압축응력의 증가와 함께 콘크리트의 전단전달력을 증가하는 반면, 횡보강근의 전단전달력은 감소하였는데, 횡보강근의 전단저항은 배근형태에 의해 영향을 받지 않았다. AASHTO-LRFD, Mattock 및 Hwang and Yang의 모델은 콘크리트의 전단마찰내력을 과소평가하였다. 반면, Hwang and Yang의 모델은 실험결과와의 비교에 대한 평균과 표준편차 값이 각각 1.02과 0.23으로서 기존 모델에 비해 다양한 변수의 영향을 적절히 고려하면서 콘크리트의 전단마찰내력을 잘 예측하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.543-552
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• 2006

사용성 한계상태로서의 균열폭 예측에 관한 현재의 교량설계 시방기준은, 부식의 시작과 진행에 의한 균열폭을 고려할 때 이론적으로 불충분하다. 균열폭은 하중, 부착, 미끄러짐, 그리고 철근이나 긴장재의 부식에 영향을 받게 된다. 콘크리트 교량의 생애주기 동안의 시간 의존적 일반부식을 고려하여, 균열폭 예측식을 제안하였다. 개발된 부식모델과 균열예측식은 프리스트레스트 콘크리트교량과 일반콘크리트교량의 설계시 시간단계별로 물-시멘트 비, 피복두께, 단면형상의 변화에 따른 극한한계상태와 사용성한계상태의 평가에 사용될 수 있다. 또한 기존교량의 시간단계별 극한 한계상태 및 사용성한계 상태의 평가를 통해서 정량적인 유지관리 및 잔존수명예측에 기여할 것으로 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.20-27
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• 2021

이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동을 합리적으로 평가하기 위하여 범용프로그램인 Abaqus를 이용한 비선형 유한요소해석 절차를 제시하였다. 조적벽체의 유한요소 모델은 콘크리트 손상 소성(concrete damaged plasticity, CDP)모델 및 벽돌-모르타르 계면 특성은 Yang et al.이 제시한 조적 프리즘의 압축 및 인장의 응력-변형률 모델과 전단마찰모델을 기반으로 메소-스케일법을 적용하였다. 유한요소 해석결과를 다양한 변수조건에서 실험결과와 비교한 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 균열진전, 파괴 모드, 강체회전 내력 및 최대내력 그리고 횡하중-횡변위 관계에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 따라서 제시된 유한요소해석 절차는 조적벽체의 내진보강 설계에 합리적으로 이용될 수 있다고 판단된다.

• 암석학회지
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• 제25권3호
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• pp.195-209
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• 2016

현생 응력장 하에서 주향이동단층계의 기하적인 형태는 단층의 재활 및 이에 수반된 지진의 전파와 지표파괴의 특성을 좌우하는 중요한 요인이다. 2016년 4월에 발생한 구마모토지진은 동-서 방향으로 작용하는 최대수평주응력 하에서 북북동 방향의 히나구 단층이 동북동 내지 북동방향의 후타가와 단층에 기하학적으로 ${\lambda}$형태를 이루며 접하는 후타가와-히나구 단층대의 우수향 재활에 의한 것으로 해석된다. 히나구 단층의 북동측 끝부분에서 구마모토 지진의 전진($M_w$ 6.1)이 발생한 이후, 본진($M_w$ 7.1)이 두 단층의 연결부에서 발생하였다. 본진에 연이어 발생한 여진은 후타가와 단층을 따라 북동방향으로 전파되어 아소산 지역에서 종결된 특징을 보인다. 구마모토 지진을 유발시킨 단층들이 이루는 기하적인 형태는 한반도 남동부지역에 발달하는 대표적인 대규모 활성단층으로 인식되고 있는 양산-울산 단층계와 매우 흡사하고 변형율이 차이가 난다. 양산-울산 단층계을 따라 발달하는 제4기 단층들의 연대분포는 양산단층의 북쪽 분절과 울산단층 일대에서 발달하는 제4기 단층들이 양산단층의 남쪽분절에 발달하는 제4기 단층들보다 상대적으로 더 젊은 특징을 보여주고 있다. 이러한 제4기 단층의 연대분포는 쿨룸 응력 모델링을 이용한 기존 연구결과와도 잘 일치한다. 따라서 현생응력조건 하에서 양산-울산단층계 일대의 지진 활성도는 양산단층의 중부 및 북쪽 분절과 울산단층에서 상대적으로 활발할 것으로 해석된다. 따라서 이 지역에 대한 면밀한 지진재해와 고지진학적 연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제38권5호
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• pp.595-605
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• 2000

Dental ceramics have good aesthetics, biocompatibility, low thermal conductivity, abrasion resistance, and color stability. However poor resistance to fracture and shrinkage during firing process have been limiting factors in their use, particularly in multiunit ceramic restorations. A new method for making all-ceramic crowns that have high strength and low processing shrinkage has been developed and is referred to as the Vita In-Ceram method. This study was performed to investigate the effect of $CeO_2$ addition in borosilicate glasses on the strength of alumina-glass composites. Porous alumina compacts were prepared by slip casting and sintered at $1,100^{\circ}C$ for 2 hours. Dense composites were made by infiltration of molten glass into partially sintered alumina at $1,140^{\circ}C$ for 4 hours. Specimens were polished sequentially from #800 to #2000 diamond disk. and the final surface finishing on the tensile side was received an additional polishing sequence through $1{\mu}m$ diamond paste. Biaxial flexure test was conducted by using ball-on-three-ball method at a crosshead speed of 0.5mm/min. To examine the microstructural aspect of crack propagation in the alumina-glass composites, Vickers-produced indentation crack was made on the tensile surface at a load of 98.0 N and dwell time of 15 sec, and the radial crack patterns were examined by an optical microscope and a scanning electron microscope. The results obtained were summarized as follows; 1. The porosity rates of partially sintered alumina decreased with the rising of firing temperature. 2. The maximum biaxial flexure strength of 423.5MPa in alumina-glass composites was obtained with an addition of 3 mol% $CeO_2$ in glass composition and strength values showed the aspect of decrease with the increase of $CeO_2$ content. 3 The biaxial flexure strength values of alumina-glass composites were decreased with rising the firing temperature. 4. Observation of the fracture surfaces of alumina-glass composites indicated that the enhancement of strength in alumina-glass composites was due to the frictional or geometrical inter-locking of rough fracture surfaces and ligamentary bridging by intact islands of materials left behind the fracture front.

• 터널과지하공간
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• 제31권5호
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• pp.309-332
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• 2021

고준위방사성폐기물 심층처분장 내 천연방벽은 방사성핵종의 누출을 방지 및 지연할 수 있는 수리학적 특성을 갖춰야 한다. 결정질 암반의 경우 불연속면에 의해 수리학적 성능이 결정되기 때문에, 불연속면의 수리-역학적 복합거동에 대한 자세한 모사가 필요하다. 불연속체 기반 해석기법은 불연속면의 생성, 전파, 변형, 미끄러짐과 같은 복잡한 거동을 구현할 수 있어 결정질 암반 모사에 적합하다. 본 연구에서는 불연속면에서의 수리-역학 복합거동에 초점을 맞추어, UDEC, 3DEC, PFC, DDA, FRACOD, TOUGH-UDEC과 같은 상용화된 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법을 조사하였다. 블록 기반 불연속체 해석기법의 경우 주로 불연속면 상에서 진행되는 유체 유동을 바탕으로 수리-역학 복합거동을 해석하였고, 그중 일부는 다른 수리학적 해석기법과의 결합을 통하여 모델 전체에 대한 수리-역학적 복합거동을 제공하였다. 입자 기반 불연속체 해석기법의 경우에는 입자 사이로 흐르는 유체를 반영하여 불연속체 모델 전체에 해당하는 수리-역학적 복합거동 모사가 가능하다. 현재까지 상용화된 불연속체 기반 복합거동 해석기법은 2차원 해석만 제공하거나, 수리학적 해석 성능이 떨어지고, 불연속면에서의 유체 유동만 고려되거나, 자세한 수리학적 해석을 지원하지 않는 등의 한계점이 있어 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 정확한 수리-역학 모델링에는 적합하지 않을 수 있다. 본 기술보고에서 검토한 다양한 해석기법들의 장단점을 참고하여 향후 처분시스템을 정확하고 자세하게 모사할 수 있는 불연속체 기반 수리-역학 복합거동 해석기법의 개발이 필요하다.