• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.451-468
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• 2021

터널 굴진면 전방 위험 지반 예측은 TBM (Tunnel Boring Machine) 굴진 성능 및 안정성 확보에 필수적이다. 국내·외에서 굴진면 전방 예측을 위한 전기비저항 탐사법에 대한 연구가 다수 이루어졌으나, TBM 터널 굴진을 고려한 전기비저항 탐사의 실내 실험 모사가 어렵기에 이와 관련된 실험 연구가 매우 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전기비저항 탐사법의 터널 전방 위험 지반 예측 적용성을 분석하기 위한 TBM 굴진을 모사한 실내 축소 모형 실험을 수행하였다. 터널 굴진면 전방의 단층 파쇄대, 해수 침수대, 토사-암반 변화구간, 암반-토사 변화구간을 축소 모사하여, 굴진 중 전기비저항의 변화를 측정하였다. 본 연구에서는 실제 시공 조건을 재현하기 위해 화강암 블록을 사용하여 모형 지반을 모사하였다. 실험 결과, 터널이 굴진하면서 단층 파쇄대에 근접할수록 전기비저항이 감소하였으며, 해수 침수대도 동일한 경향을 보였으나, 단층 파쇄대와 비교하여 측정된 전기비저항이 크게 감소하였다. 토사-암반 변화구간의 경우, 전기비저항이 상대적으로 높은 암반에 터널 굴진면이 다가갈수록 전기비저항이 증가하는 양상을 보였다. 이와 반대로 암반-토사 변화구간의 경우, 전기비저항이 낮은 토사 지반에 굴진면이 근접할수록 전기비저항이 감소하였다. 실험 결과를 통해 전기비저항 탐사 굴진면 전방 위험 지반(단층 파쇄대, 해수 침수대, 토사-암반 변화구간, 암반-토사 변화구간)의 예측이 가능하다고 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2005년도 추계 학술발표회 제17권2호
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• pp.527-530
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• 2005

Shotcrete have become a deterioration which is used in the underground such as groundwater and soil in sulfate ion. Sulfate attack on concrete structures in service is not widespread, and the amount of laboratory-based research seems. to be disproportionately large. In this study, immersion test using $Na_2SO_4$ solution($1,2,5\%$) was performed to evalute the resistance of shotcrete. From the results of the immersion test for 112 days of exposure. In order to understand the deterioration mechanism due to seawater attack, test using scanning electron microscopy(SEM) analysis and X-ray diffraction showed that the deterioration mechanism due to sulfate attack in shotcrete.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권1호
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• pp.268-273
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• 2016

An innovative safety concept for a light water reactor has been developed at the Korea Atomic Energy Research Institute. It is a unique concept that adopts both a fast heat transfer mechanism for a small containment and a changing mechanism of the cooling geometry to take advantage of the potential, thermal, and dynamic energies of the cold water in the containment. It can bring about rapid cooling of the containment and long-term cooling of the decay heat. By virtue of this innovative concept, nuclear fuel damage events can be prevented. The ultimate heat transfer mechanism contributes to minimization of the heat exchanger size and containment volume. A small containment can ensure the underground construction, which can use river or seawater as an ultimate heat sink. The changing mechanism of the cooling geometry simplifies several safety systems and unifies diverse functions. Simplicity of the present safety system does not require any operator actions during events or accidents. Therefore, the unique safety concept of PX can realize both economic competitiveness and inherent safety.

• 자원환경지질
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• 제42권6호
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• pp.599-608
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• 2009

본 연구에서는 해안 LPG 저장공동 유출수 및 지하수, 해수, 저장공동 인근 육지 지하수의 화학적 특성과 성분들간의 상관성을 평가하기 위하여 수질자료에 대한 인자 및 군집분석을 수행하였다. 연구지역은 인천광역시 서해에 속하며 해안가에서 바다 쪽으로 약 8 km 이격해 있는 LPG(프로판 및 부탄) 저장공동으로 평균 수심 8.5 m 내외인 곳에 매립으로 조성된 인공섬이며 조수간만의 차가 최대 10 m로 매우 크다. 시료는 2006년 5월과 8월에 총 22개 지점에서 채취하였다. 상관분석 결과 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$(r=0.83~0.99) 그리고 Na와 Cl(r=0.70~0.97)이 높은 상관성을 보였다. 이는 철 망간을 포함한 광물의 환원성 용해와 해수의 영향으로 판단된다. 인자분석 결과 Factor 1과 Factor I은 EC 및 주요 양 음이온에 높은 양의 적재값을 나타내며 이는 해수의 영향을 지시하는 요인이다. Factor 2와 Factor 는 산화환경을 지시하는 파라미터(DO 및 ORP)에 높은 양의 적재값을 나타내었다. Factor 4와 Factor II는 $Fe^{2+}$, $Mn^{2+}$에 높은 양의 적재값을 나타내었으며, 이는 유기물에 의해 산소가 소모된 혐기성환경에서 철과 망간이 환원되어 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$이 증가하는 작용으로 판단된다. 군집분석 결과 5월에는 6개 군집으로 구분되며 8월에는 5개 군집으로 구분되었다. 두 계절 모두 군집은 저장공동 인근 육지 지하수, 저장공동 내 유출수, 해수 및 저장공동 내 지하수로 대별되었다. 저장공동 인근 육지지하수(Group 2 및 Group III)는 EC 및 주요 양 음이온의 값이 높은 것으로 보아 해수침투의 영향으로 사료된다. 유출수의 군집(Group 5 및 Group II)은 모두 음의 산화환원전위와 낮은 용존산소 값으로 환원환경을 지시하며 $Fe^{2+}$와 $Mn^{2+}$는 높은 값을 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권3호
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• pp.383-392
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• 2015

해저터널 건설 중 터널 굴착면 전방에 존재하는 고수압 조건의 함수대 (또는 포화상태의 파쇄대)의 상태를 정확히 예측하는 것은 터널 안전시공의 핵심적인 요소이다. 이 연구는 해저터널 굴착면에서 전방지반의 상태를 예측하기 위해 유도분극(Induced Polarization, IP) 탐사의 활용 가능성을 입증하였다. 모래지반에서의 충전성(chargeability)을 산정하기 위해 간극모델을 제안하고, 충전성과 이에 영향을 미치는 변수들 사이의 관계식을 유도하였다. 관계식을 사용하여 매개변수 분석을 실시하였으며 그 결과 입자 사이의 간극 중 좁은 간극($r_1$)의 크기와 간극수의 염도가 충전성에 가장 큰 영향을 미쳤다. 또한, 실내실험으로 유도분극 현상에 영향을 미치는 지반조건을 파악하기 위해 간극수의 염도와 파쇄대의 두께 변화 그리고 가우지(gouge) 존재 여부에 따른 충전성과 전기비저항의 변화 추이를 규명하고자 하였다. 그 결과 파쇄대의 절리 사이에 가우지가 충진된 경우, 해수조건에서도 충전성이 높게 나타났다. 이는 가우지가 좁은 간극($r_1$)의 크기를 감소시키기 때문이라고 판단된다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제14권4호
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• pp.177-183
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• 2015

Prestressed Concrete steel Cylinder Pipe (PCCP) is extensively used as seawater pipes for cooling in nuclear power plants. The internal surface of PCCP is exposed to seawater, while the external surface is in direct contact with underground soil. Therefore, materials and strategies that would reduce the corrosion of its cylindrical steel body and external steel wiring need to be employed. To prevent against the failure of PCCP, operators provided a cathodic protection to the pre-stressing wires. The efficiency of cathodic protection is governed by the anodic performance of the system. A mixed metal oxide (MMO) electrode was developed to meet criteria of low over potential and high corrosion resistance. Increasing coating cycles improved the performance of the anode, but cycling should be minimized due to high materials cost. In this work, the effects of $RuCl_3$ concentration on the electrochemical properties and lifespan of MMO anode were evaluated. With increasing concentration of $RuCl_3$, the oxygen evolution potential lowered and polarization resistance were also reduced but demonstrated an increase in passive current density and oxygen evolution current density. To improve the electrochemical properties of the MMO anode, $RuCl_3$ concentration was increased. As a result, the number of required coating cycles were reduced substantially and the MMO anode achieved an excellent lifespan of over 80 years. Thus, we concluded that the relationship between $RuCl_3$ concentration and coating cycles can be summarized as follows: No. of coating cycle = 0.48*[$RuCl_3$ concentration, $M]^{-0.97}$.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.463-473
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• 2017

벤토나이트는 물과 접촉하면 팽창하고 점성을 발휘하는 성질이 있어 일반적으로 차수가 필요한 토목공사에 많이 활용되고 있다. 이수식 TBM에서는 이와 같은 성질을 활용하여 가압된 슬러리로 불투수성 막을 형성하고 굴착벽면의 붕괴를 방지하는 동시에 굴착된 버력을 운송하며 굴착을 수행한다. 하지만 벤토나이트는 해수와 접촉할 경우 팽창성이 저하되어 그 성질을 발휘하지 못하는 문제가 있다. 이는 해수 조건에서 이수식 TBM으로 터널을 굴착할 시 지하수 유입 증가로 인한 굴착 안정성 및 버력 배출에 문제를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이수식 TBM으로 터널을 굴착 시 해수의 유입으로 인한 슬러리의 상태변화를 살펴보고 이에 대응하기 위한 슬러리 관리방안을 제시 하였다. 이를 위해 현장에서 적용된 슬러리 품질관리 기준을 바탕으로 실내 시험을 수행하였으며, 해수의 영향이 있는 현장에 적용 할 수 있는 방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.117-124
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• 2014

최근 국내에서는 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)을 이용한 터널 굴착에 대한 관심이 크게 증가하고 있다. 쉴드 TBM 터널은 비배수 터널로써 세그먼트 이음부에서 누수가 발생할 경우에는 터널의 사용성 및 안정성에 문제가 될 수 있다. 본 연구에서는 첫째로 쉴드 TBM 터널의 세그먼트 시공 시 시공오차 및 세그먼트 과다변형에 의한 수팽창 지수재의 방수 성능 변화를 알아보았고, 두 번째로 지하수와 해수에 있을 수 있는 황산염과 염화물에 의한 수팽창 지수재의 내구성 저하를 알아보았다. 시험결과, 체결각 불합치가 $2^{\circ}$이상으로 시공 오차가 발생한 경우에는 수팽창 지수재의 차수 능력을 기대하기는 어려운 것으로 판단된다. 또한 수팽창 지수재가 황산마그네슘 용액에 장시간 노출될 경우에는 지수재의 내구 성능에 문제가 있을 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제17권2호
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• pp.65-74
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• 2015

해저터널용 복합신소재 배수관구조를 설계하기 위해서는 복합신소재 구조부재의 적층형태별 역학적 성질을 결정하는 것이 필수적이다. 복합신소재는 일반적으로 등방성 재료와 달리 치수효과가 매우 큰 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 복합신소재 부재의 적층형태별 인장시험을 상온($20^{\circ}C$)과 해수온도($0^{\circ}C$)에서 각각 수행하였다. 또한, 이론적 해석방법인 혼합물의 법칙과 탄성해법을 적용하여 재료의 역학적 성질을 추정하고 시험결과와 비교를 하였다. 해저터널 복합신소재 배수관 구조부재를 설계할 때 사용되는 역학적 성질의 값은 상온에서 얻어진 값을 보정하여 적용하여야 된다. 이러한 자료는 향후 해저터널용 복합신소재 배수관구조의 설계의 기초자료로 제공하고자 하였다.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2009년도 하계학술발표대회 논문집
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• pp.1312-1316
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• 2009

Growing interest in $CO_2$ capturing from industrial processes and storage in underground formations is emerging from commitments in reducing $CO_2$ emissions manifested in the Kyoto Protocol. In this paper, $CO_2$ liquefaction system is treated in focus of liquefaction efficiency & production rate. Presently $CO_2$ is transported in ships or trucks at a pressure of 14-20 bar. Considering this, the liquefaction pressures of 20, 15, 6.5 bar are selected. Compressor work and cooling capacity are calculated and compared. In order to investigate the effect of intercooling, the compressed gas after compressor work is cooled by ambient air or seawater. In case of applying the intercooling to the system, consuming energy can be saved larger than 20%. In the lower liquefaction pressure, the more $CO_2$ can be obtained due to higher density. In the liquefaction pressure of 6.5 bar, its $CO_2$ production is about 35% higher than that of the system with the liquefaction pressure, 20 bar.