• 한국기계가공학회지
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• 제14권4호
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• pp.160-166
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• 2015

Ultrasonic machining (USM) has been considered a new, cutting-edge technology that presents no heating or electrochemical effects, with low surface damage and small residual stresses on brittle workpieces. However, nowadays, many researchers are paying careful attention to the disadvantages of USM, such as low productivity and tool wear. On the other hand, in this study, a high-performance rotary ultrasonic drilling (RUD) spindle is designed and assembled. In this system, the core technology is the design of an ultrasonic vibration horn for the spindle using finite element analysis (FEA). The maximum spindle speed of RUM is 9,600 rpm, and the highest harmonic displacement is $5.4{\mu}m$ noted at the frequency of 40 kHz. Through various drilling experiments on glass workpieces using a CVD diamond-coated drill, the cutting force and cracking of the hole entrance and exit side in the glass have been greatly reduced by this system.

• 한국주조공학회지
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• 제40권1호
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• pp.1-6
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• 2020

Many studies involving a thermal stress analysis using computational methods have been conducted, though there have been relatively few experimental attempts to investigate thermal stress phenomena. Casting products undergo thermal stress variations during the casting process as the temperature drops from the melting temperature to room temperature, with gradient cooling also occurring from the surface to the core. It is difficult to examine thermal stress states continuously during the casting process. Therefore, only the final states of thermal stress and deformations can be detemined. In this study, specimens sensitive to thermal stress, were made by a casting process. After which the residual stress levels in the specimens were measured by a hole drilling method with Electron Speckle-Interferometry technique. Subsequently, we examined the thermal stresses in terms of deformation during the casting process by means of a numerical analysis. Finally, we compared the experimental and numerical analysis results. It was found that the numerical thermal stress analysis is an effective means of understanding the stress generation mechanism in casting products during the casting process.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권4호
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• pp.701-721
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• 2014

In the assessment of existing RC buildings, the reliable appraisal of the compressive strength of in-situ concrete is a fundamental step. Unfortunately, the data that can be obtained by the available testing methods are typically affected by a high level of uncertainty. Moreover, in order to derive indications about the degradation and ageing of the materials by on site tests, it is necessary to have the proper terms of comparison, that is to say, to know the reference data measured during the construction phases, that are often unavailable when the building is old. In the cases when such a comparison can be done, the in situ strength values typically turn out to be lower than the reference strength values (tests performed on taken samples during the construction). At this point, it is crucial to discern and quantify the specific effect induced by different factors: ageing of the materials; poor quality of the placement, consolidation or cure of the concrete during the construction phases; damage due to drilling. This paper presents a procedure for correlating the destructive compressive tests and non-destructive tests (ultrasonic pulse velocity tests) with the data documenting the compressive strength tested during the construction phases. The research work is aimed at identifying the factors that induce the difference between the in-situ strength and cubes taken from the concrete casting, and providing, so, useful information for the assessment procedure of the building.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권3호
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• pp.337-344
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• 2022

Due to corrosion defects on the surface of the oil pipe, the sealing performance of the annular blowout preventer (BOP) decreases, and the leakage of toxic and harmful gases such as H₂S and SO₂ will threaten the safety of operators on the well. Therefore, this paper establishes the FE model for evaluating the sealing performance of BOP-oil pipe corrosion defects, which is based on the rubber large deformation theory and rubber core sealing mechanism, and designs the experiment of BOP sealing performance to verify the accuracy of the FE model. The sealing performance of BOP sealing oil pipe with corrosion defects is studied. The research results show that the sealing performance of BOP is more sensitive to the axial size of corrosion defects. With the increase of oil pipe outer diameter, the critical size of defects increases continuously. The sensitivity of radial and depth dimensions is low, When for 88.9 mm outer diameter oil pipe, the axial critical size of corrosion defect is 20 mm, the radial critical size is 16 mm and the critical depth is 2 mm. Fit the formula between the outer diameter of oil pipe and the piston increment. According to the formula, the operator can calculate the piston stroke increment required by the BOP to complete the sealing when the oil pipe is corroded.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.135-144
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• 2020

국내에서 TBM 공법을 활용한 터널건설 시 점차 건설심도가 깊어지고 있으며, 이로 인해 상부 지반조사 단계에서 충분한 예측 정확도를 획득하기 위해서는 시추조사 및 물리탐사 비용이 증가하게 된다. 이러한 문제를 극복하기 위해 터널 시공 중 터널 굴착면 전방 예측을 위한 방법들이 제시되었다. 프로브 드릴링을 활용한 굴착면 전방 예측은 코어회수, 시추공 내부 이미지 등을 활용할 수 있는 장점이 있지만 실제 TBM 내에 설치가 어렵고 터널 막장 전체가 아닌 국부적인 지반만을 파악할 수 있다. TSP 등 탄성파를 활용한 방법은 100 m 이상의 긴 탐사거리를 가지지만 신호발생을 위해 발파를 사용하므로 세그먼트 라이닝, 백필 등의 안정성에 영향을 미칠 수 있다. TEPS를 포함한 전자기파 탐사는 지하수 층 등 전도성 있는 이상대를 파악하는 데 적합하지만 소구경 TBM에 설치할 수 있는 전극의 개수가 한정적이며 이는 탐사 범위의 감소 등을 야기한다. 본 연구에서는 전기비저항 탐사 시 굴착면에 설치되는 전극의 개수를 최소화하기 위해 TBM의 굴착면과 측면에 전극이 설치되었을 때에 대한 탐사 이론식을 제시하고 실내실험을 통해 검증하였다.

• 한국광물학회지
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• 제30권3호
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• pp.113-126
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• 2017

이산화탄소 지중저장 실증연구를 위하여 마이오세 포항분지의 연일층군에서 굴착한 2곳의 시추코어 시료에 대해 X-선회절분석을 통하여 구성광물을 분석하였다. 그 결과, 석영, 사장석, 정장석, Opal-CT, 스멕타이트, 운모, 일라이트, 카올린광물, 녹니석, 방해석, 석고, 황철석, 돌로마이트, 능철석 등의 다양한 광물이 나타났다. 스멕타이트는 대부분의 시료에서 산출되고 있으며, 하부에서 비교적 많이 함유되었다. 상부지층에 주로 산출하는 Opal-CT는 비정질 규조의 속성작용에 의한 것으로, 깊이에 따라 크리스토발라이트의 d(101) 값이 $4.10{\AA}$에서 $4.05{\AA}$으로 대체적으로 감소하는 경향이 나타났다. 두 시추공에서 광물성분의 분포가 서로 유사하게 대비되어, 거의 같은 퇴적환경에서 형성된 것으로 생각된다. 스멕타이트가 대부분의 심도에서 상당량 함유되어 있으므로, 이들 지층은 이산화탄소의 지중저장시 덮개암의 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.63-77
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• 2016

Top-down construction is a construction technique in which pit excavation and structure construction are conducted simultaneously. Reducing construction time and minimizing noise and vibration which affect neighboring structures, the technique is widely employed in constructing downtown structures. While H-steel columns have been commonly used as core columns, concrete filled steel tube (CFT) columns are at the center of attention because the latter have less axial directionality and greater cross-sectional efficiency than the former. When compared with circular CFT columns, square CFT columns are more easily connected to the floor structure and the area of percussion rotary drilling (PRD) is smaller. For this reason, square CFT columns are used as core columns of concrete encased and filled square (CET) columns in underground floors. However, studies on the structural behavior and concrete stress transfer of CET columns have not been conducted. Since concrete is cast according to construction sequence, checking the stress of concrete inside the core columns and the stress of covering concrete is essential. This paper presents the results of structural tests and analyses conducted to evaluate the usability and safety of CET columns in top-down construction where CFT columns are used as core columns. Parameters in the tests are loading condition, concrete strength and covering depth. The compressive load capacity and failure behavior of specimens are evaluated. In addition, 2 cases of field application of CET columns in underground floors are analyzed.

• 지질공학
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• 제23권4호
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• pp.457-465
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• 2013

지반 조사를 위해 흔히 수집하는 지표탐사 자료, 시추조사 자료, 지질공학 자료들을 서로 상관시켜 불연속 경계면 및 암반 파쇄대등의 분포를 파악하였다. 전기비저항 입체도와 공내 영상촬영을 통해 개략적인 지질 연약대의 주향 방향을 분석하고, 시추공 사이 탄성파 토모그래피 속도와 로즈 다이어그램을 통해 지층 및 암반 파쇄대의 공간적인 분포대를 파악하였다. 암반의 동적 물성을 파악하기 위해 S-PS 검층과 ${\gamma}-{\gamma}$ 검층으로 동적 탄성계수를 계산하여 푸아송 비 및 P파 속도와의 상관관계를 알아보았다. 지층의 불연속 경계면은 타격수 N값, 개별적인 밀도나 속도 정보를 이용하여 결정하는 것 보다 물리검층에서 수집한 속도와 밀도로부터 계산한 음향 임피던스의 대비, 즉 반사계수 자료와 시각적으로 잘 상관되었다. 암반에 발달한 주요 파쇄대 구간은 그 상부 경계면이 반사계수와 최적 리커 요소파의 곱말기로 계산된 합성탄성파 트레이스에서 극성이 음인 높은 진폭과 잘 상관되었다. 합성탄성파 기록으로 해석된 주된 파쇄대는 실제로 시추 코어 자료에서 관찰된 코어손실 구간 및 공내 영상촬영 자료에서 평가된 낮은 암질 구간과 잘 부합되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제26권3호
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• pp.138-149
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• 2023

해저지층의 지질특성을 파악하는 것은 지구과학 및 공학에서 중요한 과업으로 신뢰도 높은 탐사자료를 확보하는 경우 가능하다. 대한민국 남동해역 대한해협 천부 지층의 특성을 파악하기 위하여 심부 시추 지층물성 실험실 분석자료와 탄성파 탐사자료를 확보하였고, 이를 통합 분석하였다. 해저면 심도 200 m 하부까지 심부 시추코어를 회수하여 천부 지층 탄성파 음파속도 로그를 얻었고, 탄성파 단면과 대비하였다. 지층 음파속도 로그와 시간 영역 탄성파 자료는 시간-심도 변환을 수행하여 상관성이 15%에서 45%로 증가하였다. 탄성파 임피던스 초기모형을 설정하고 모형기반, 대역제한 및 산재쐐기 역산을 각각 수행하여 결과를 비교하였다. 도출된 탄성파 임피던스는 천부 지층 내부 퇴적층이 우세한 영역과 미고결 영역에서 변화되는 양상을 보였다. 본 연구에서 수행된 음파 임피던스 역산 기법은 향후 지층 물성분석 로그자료와 탄성파자료의 추가 확보 시 통합 분석을 위한 프레임워크로, 임피던스 분포 단면은 해저면 단층 규명과 천부가스 누출 탐지 등에 활용 가능하다. 국내 해양 심부 시추는 이산화탄소 저장 후보지 특성 파악과 자원 부존 평가 등을 목적으로 지속 추진되고 있으므로 통합 역산의 지구물리 분야 적용 가치가 높아질 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권8호
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• pp.21-35
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• 2015

본 연구에서는 국내 3개 필 댐의 ECRD(Earth Core Rock-fill Dams) 댐체의 코어존에 대한 건전성 평가를 목적으로 2차원 및 3차원 전기비저항 탐사를 수행하였다. 2차원 전기비저항 탐사 결과, 대부분의 점토재로 축조된 코어존은 $50{\sim}400ohm{\cdot}m$ 이하의 저비저항대로 나타났으며, 그 하부의 기반암은 $1,000ohm{\cdot}m$ 이상의 고비저항대로 나타났다. 또한 3차원 전기비저항 탐사 결과에 의하면 코어존의 연약대로 판단되는 $100ohm{\cdot}m$ 이하의 저비저항대의 공간적인 분포영역을 확인할 수 있었다. 아울러 코어존의 토질시료 특성을 파악하기 위하여 시추조사와 토질 실내시험을 수행하였다. 시추조사 시 굴착수에 의한 댐체 내의 구조적 훼손을 방지하기 위하여 무수보링 방법을 택하였다. 그 결과 저비저항대로 나타나는 코어존의 시료는 모두 통일분류상 CL에 해당되며, 일부 저비저항대에서는 함수비가 높은 포화상태의 시료가 관찰되었다. 이러한 결과를 통해 ECRD 댐체 코어존의 건전성 평가에 전기비저항 탐사와 무수보링의 적용성은 매우 효율적인 방법이라 판단된다.