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I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판의 유효 휨강성 분석 (Analysis of Effective Flexural Rigidity of Corrugated Steel-Concrete Composite Deck with I-beam Welded)

  • 손창두;홍성남;박준명;박선규
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권3호통권55호
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    • pp.145-154
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    • 2009
  • 강합성 절곡 바닥판 중에서 I형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판은 절곡바닥판내에 I형강을 매입시켜 기존의 현장타설 RC바닥판보다 경량화되고 시공성을 향상시킨 바닥판이다. 현재 일반적인 철근콘크리트 구조물의 유효휨강성에 대한 계산은 도로교설계기준 및 ACI에서 제안하고 있는 방법을 사용하고 있다. 본 연구에서는 도로교설계기준 및 ACI에서 제안된 유효휨강성에 대한 산정 방법을 Ι형강으로 보강된 강합성 절곡 바닥판에 적용하여 그에 대한 적용성을 평가하고 철근콘크리트 바닥판과 비교를 하였다. 또한 실험변수로써 스터드의 유무, 지간의 변화, 단면의 형태, 부재연결방법에 걸쳐 4가지 변수를 두고 총 15개의 실험체를 제작하여 실제의 휨강성과 ACI에서 제안된 식에 의해 계산된 유효휨강성을 비교, 분석하였다.

Artificial intelligence design for dependence of size surface effects on advanced nanoplates through theoretical framework

  • Na Tang;Canlin Zhang;Zh. Yuan;A. Yvaz
    • Steel and Composite Structures
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    • 제52권6호
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    • pp.621-626
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    • 2024
  • The work researched the application of artificial intelligence to the design and analysis of advanced nanoplates, with a particular emphasis on size and surface effects. Employing an integrated theoretical framework, this study developed a more accurate model of complex nanoplate behavior. The following analysis considers nanoplates embedded in a Pasternak viscoelastic fractional foundation and represents the important step in understanding how nanoscale structures may respond under dynamic loads. Surface effects, significant for nanoscale, are included through the Gurtin-Murdoch theory in order to better describe the influence of surface stresses on the overall behavior of nanoplates. In the present analysis, the modified couple stress theory is utilized to capture the size-dependent behavior of nanoplates, while the Kelvin-Voigt model has been incorporated to realistically simulate the structural damping and energy dissipation. This paper will take a holistic approach in using sinusoidal shear deformation theory for the accurate replication of complex interactions within the nano-structure system. Addressing different aspectsof the dynamic behavior by considering the length scale parameter of the material, this work aims at establishing which one of the factors imposes the most influence on the nanostructure response. Besides, the surface stresses that become increasingly critical in nanoscale dimensions are considered in depth. AI algorithms subsequently improve the prediction of the mechanical response by incorporating other phenomena, including surface energy, material inhomogeneity, and size-dependent properties. In these AI- enhanced solutions, the improvement of precision becomes considerable compared to the classical solution methods and hence offers new insights into the mechanical performance of nanoplates when applied in nanotechnology and materials science.

Laser 반사측정법을 이용한 전치부 후방 견인시 치조골 높이와 치근길이 감소에 따른 저항중심의 위치변화에 관한 연구 (A Study about the Change of Locations of the Center of Resistance According to the Decrease of Alveolar Bone Heights and Root Lengths during Anterior Teeth Retraction using the Laser Reflection Technique)

  • 민영규;황충주
    • 대한치과교정학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.165-181
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    • 1999
  • 교정치료시 치아와 주위조직의 부작용을 최소로 하면서 최대의 치료결과를 얻기 위해서는 치료역학을 각 환자의 치아 및 주위 해부학적 환경에 맞도록 개인화 시켜야한다. 특히 성인 교정시 문제되기 쉬운 치근흡수 또는 치주질환으로 인한 치조골 손실로 인하여 치관/치근 비율이 변했을 때 치아의 저항중심위치의 변화와 관련된 생역학적 반응의 차이에 주의하여야 한다. 본 연구에서는 정상 치주조직뿐만 아니라 다양한 비정상적 치주 및 치아상태에서 치관/치근 비율이 변하였을 때 일정한 교정력하에서의 치아의 초기이동 양상을 연구하기 위하여, 성인의 인체 건조 두개골 및 하악골상에서 laser 반사측정법 및 lever and pulley force applicator와 photodetector를 이용하여, 상악 6전치군을 대상으로는 치조골높이를 각각의 치아에 대하여 2mm씩 총 8mm까지 감소시켰고, 하악 6전치군을 대상으로는 치근길이를 각각의 치아에 대하여 2mm씩 총6mm까지 감소시키면서, 이렇게 다양하게 정량화된 변수들 하에서 상하악6전치군의 저항중심의 위치변화를 연구한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 초기상태에서 상악 6전치군의 초기이동시의 저항중심점의 위치는 6전치 전체 평균치아 치근의 치경부(CEJ)로부터 치근첨 방향으로 약 $42.4\%$되는 위치에 있었으며, 각 치아의 치조골의 높이가 감소할수록 저항중심점은 치근첨방향으로 약 $76.7\%$되는 부위까지 이동하였다. 2. 상악 6전치군에서 저항중심점의 6전치 전체 평균 치조정으로부터의 거리는 치조골의 감소와 함께 지속적으로 감소하였으나, 치조골내의 평균 치근의 길이에 대한 비율은 치조골의 감소에 상관없이 약 $33\%$내외에서 비교적 일정하였다. 3. 초기상태에서 하악 6전치군의 초기이동시의 저항중심점의 위치는 6전치 전체 평균치아 치근의 CEJ로부터 치근첨방향으로 약 $43\%$되는 위치에 있었으며, 각 치아의 치근의 길이가 감소할수록 이 비율은 약 $54\%$까지 증가하였다. 그러나 CEJ로부터 저항중심점까지의 거리는 5.3mm전후로부터 3.3mm내외까지 감소하여 치근의 길이가 감소할수록 저항중심점이 CEJ방향으로 이동하였다. 4.치조골 또는 치근흡수시, 각각의 단위 흡수량에 따른 저항중심위치의 변화에 미치는 영향은 초기에는 치조골이 감소 될 때가 더 컸으나 전체 평균 치근길이의 중간부위에서의 영향은 비슷했다.

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성견 하악골 절단 후 기계적 골 견인에 의해 형성된 골 신장부에 대한 시기별 조직학적 변화 (HISTOLOGICAL CHANGES IN THE ELONGATED BONE AFFECTED BY OSTEODISTRACTION OF THE MANDIBLE IN THE DOG)

  • 백선호;안병근;박영주;박희건;박준우;이건주;이용찬;조병욱
    • Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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    • 제27권5호
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    • pp.404-416
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    • 2001
  • Purpose : Traditionally, the treatement of choice has been a bone grafting procedure to increase the length of bone in case of actual length discrepancy. But, bone grafting procedure has many disadvantages, for example, graft resorption, donor site morbidity, and so on. So, many trials have been performed to avert the use of autogenous bone graft via introducing new materials or methods. And, one of those trials has been realized by the development of a technique inducing bone lengthening by osteotomy (or corticotomy) and slow gradual distraction of the osteotomized segments. This new technique of bone lengthening dates back to the early 20th century. But, the majority of information concerning the biology of new bone formation during bone lengthening and technical details of the procedure were produced by extensive clinical and experimental studies performed by Ilizarov, a Russian surgeon. According to Ilizarov, with adequate blood supply, preservation of periosteum, rigid fixation of the osteotomized segments, and proper rate and rhythm of distraction, intramembranous bone rapidly develops within the distraction gap in the limb lengthening procedure. In the limb lengthening, many orthopedic surgeons try to observe the biologic and clinical principles recommended by Ilizarov. In the oral and maxillofacial region, however, not a few studies must be performed to apply this surgical technique in the clinical cases. Besides, the mechanism of bone formation in the distraction gap is not clear, yet. The purpose of this experiment was to scrutinize serially the histological changes in the elongated bone affected by osteodistraction of the mandibular body in an adult canine model. In addition, it was performed to confirm the presence of specific region(s) which was important in the bone formation in the gap through the observation of the expression pattern of osteocalcin and osteonectin with the immunohistochemical examination. Materials and Methods : The experimental and control specimens were obtained from seven adult male mongrel dogs weighing over 20kg. The distractors were custom-made linear extraoral devices and bicortical fixation screws were 2.3mm in diameter, 50mm in total length, 15mm in screw length. The distractors were devised to produce a linear gap of 0.75mm between two bony segments every $360^{\circ}$ turn of the rotation rod of the device. The mandibular body of the right side of each animal was corticotomized perpendicular to the occlusal plane and then two bony segments were separated completely by careful manipulation of the segments with bone forceps. The left side of each animal was left intact. This side was served as control. At sixth day after osteotomy and fixation of the segments were performed, distraction of the segments was commenced with a rate of 1.1mm/day and a rhythm of two/day for ensuing 7 days. The animals were euthanized at the 16th. 29th, and 44th day after the osteotomy. The bony specimens were decalcified, embedded in paraffin, sectioned $5{\mu}m$ thick and stained with H&E. The prepared specimens were examined under the light microscope. And, immunohistochemical examinations using anti-osteocalcin antibody (OC1, Biodesign, USA) and anti-osteonectin antibody (Haematologic Technologies Inc., Essex, VT) to locate the expressions of osteocalcin and osteonectin, respectively, were performed. Results : 1. New bone was observed already at the 16th. day after osteotomy. This suggests that new bone formation in osteodistraction was commenced at an early stage of the regenerative process. But, radiologically and microscopically, bony union was not completed in the distraction gap at the 44th. day after osteotomy. Therefore, rigid fixation must be maintained between the bony fragments till the complete bony union is confirmed clinically rather than one month or so after the completion of distraction.

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수치해석을 이용한 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 분석 (Numerical Analysis on Bearing Capacity of a Suction Bucket in Clay)

  • 이치홍;정재욱;김성렬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제27권10호
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • 버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.

교량상 궤도축력의 해석 및 실측결과 비교 (The Analysis and Field Measurement of Longitudinal Track Forces for Long Railroad Bridges)

  • 강기동;박종방;김인재;박대근
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.907-913
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    • 1994
  • 철도교량은 도로교량과는 달리 궤도가 부설되어 있고 일반적으로 이 궤도는 레일을 연속적으로 용접하여 침목위에 고정시키므로 온도변화에 따라 종방향으로 큰 힘이 작용하게 된다. 따라서 철도교량의 설계는 수직방향의 열차하중 뿐만 아니라 종방향의 궤도축력을 고려하여야만 하고, 특히 장대교량의 경우 교량형식, 경간, 교각단면, 지점배치방법 등의 결정은 궤도축력에 의하여 지배된다. 본 연구는 교량상의 궤도축력에 대하여 이론적인 해석을 하고, 이 해석방법을 고속철도 교량설계에 이용할 수 있도록 하기 위하여 장대레일이 부설되어 있는 철도교량에서 궤도축력을 실측하여 이론해석결과치와 비교하였다. 최근 유럽철도에서는 궤도의 종방향해석모델을 유한요소로 하여 개발된 해석방법이 사용되고 있으나, 이 방법은 입력에 많은 시간이 소요되고 교량구조물의 세부설계가 완료되어야 하므로 계산결과 장대레일 허용응력이 만족되지 않을 때는 교량설계를 다시 해야 하는 동 교량의 설계 과정상 불편한 면이 많다. 따라서 일시에 수많은 교량의 형식에 대한 검토가 필요한 경부고속철도의 프로젝트의 경우 좀더 간단한 해석방법의 개발이 필요하게 되었다. 이 방법에 의한 해석결과는 유한요소법에 의한 해석결과치와도 큰 차이가 없으며, 또한 운행선상에서의 실측결과와도 잘 일치하므로 교량의 예비적인 설계에 매우 유용한 방법으로 활용될 수 있을 것이다.

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해상교량기초용 대형원형강관 가물막이의 동적 안정성 모니터링을 위한 실내모형실험 (Small-Scaled Laboratory Experiments for Dynamic Stability Monitoring of Large Circular Steel Pipe Cofferdam of Marine Bridge Foundation)

  • 박민철;이종섭;김동호;유정동
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권12호
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    • pp.123-134
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    • 2019
  • 본 연구의 목적은 충격에 의한 모형 원형강관의 동적 반응을 조사하는 것이며, 선박충돌에 의한 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링을 위한 기초연구로써 수행되었다. 실내실험은 직경, 두께, 높이가 각각 30cm, 0.4cm, 90cm인 스테인레스 재질의 단본 모형 원형강관과 3개의 세그먼트를 볼트로 조립한 모형 원형강관으로 수행되었다. 각 세그먼트의 높이는 30cm이다. 대형원형강관이 해상에 설치된 것을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 가로, 세로, 높이가 각각 1m인 토조에 설치하였으며, 흙의 높이는 23cm로 하였다. 선박 충돌을 모사하기 위하여 모형 원형강관을 해머로 타격하였으며, 토조 내의 수위를 25cm, 40cm, 55cm, 70cm로 변화시키면서 모형 원형강관의 동적 반응 특성을 비교하였다. 실험결과, 수위가 증가할수록 측정된 신호의 에너지가 감소하였으며, 단본의 모형 원형강관보다 볼트로 조립된 모형 원형강관이 더 큰 감소폭을 보였다. 주파수 특성의 경우, 단본 모형 원형강관에서 측정된 주파수 신호는 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하는 경향을 보였다. 볼트로 조립된 모형 원형강관의 경우도 수위가 증가할수록 우세 주파수가 감소하였다. 하지만, 수위에 따른 우세 주파수의 감소폭이 상대적으로 작았으며, 수위가 상부 세그먼트에 접할 때 높을 때 급격한 감소를 보였다. 본 연구의 결과는 가속도계로 측정된 신호의 에너지와 주파수 변화 특성이 해상교량기초용 가물막이 대형원형강관의 동적 안정성 모니터링에 유용하게 활용될 수 있음을 보여준다.

광섬유센서케이블을 이용한 지하연구시설의 지반변위 및 온도변화 감시시스템 구축 (Monitoring System of Rock Mass Displacement and Temperature Variation for KURT using Optical Sensor Cable)

  • 김경수;배대석;고용권;김중열
    • 지질공학
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    • 제19권1호
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    • pp.63-70
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    • 2009
  • 한국원자력연구원 내에 위치하는 지하연구시설의 안정적인 운영을 위하여 터널 내 벽면과 주변 사면의 지반변위 및 온도 변화를 실시간 감시할 수 있는 시스템을 구축하였다. 이 시스템은 광섬유센서케이블의 센서 기능을 활용하여 케이블 전체가 하나의 센서 기능을 하는 분포개념의 온도 및 변형을 측정기법을 이용한 것으로서 기존의 특정지점 계측방법과는 확연하게 차별된다. 이 기법은 구조물의 특성에 따라 선택적으로 탄력적 적용이 가능하여, 최대 매 1 m 간격으로 총연장 30 km까지 하나의 운영체계로 감시할 수 있는 기능을 가지고 있다. 변형특성의 계측 범위는 1 m 당 1 mm 변위 크기까지 계측이 가능하며, 변위 발생 위치와 변위가 진행하는 방향까지 계측 가능하다. 온도는 $0.01^{\circ}C$ 해상도를 가지며 케이블 종류에 따라 $-160{\sim}600^{\circ}C$까지 계측이 가능하다. 지하연구시설에서 1년 간의 모니터링 결과, 터널 벽면 및 주변 사면에서 뚜렷한 변위 혹은 거동은 확인할 수 없었으나, 지하수 누출에 의해 점진적으로 영향이 미칠 것으로 예상되는 징후를 확인하였다. 이로서 숏크리트로 처리한 터널 벽면의 균열변형 및 붕괴/낙반사고를 사전에 감지하고, 암반 내 지하수위의 등락과 함께 연구 터널내 환기상태를 감시, 관리할 수 있는 시스템을 구축하게 되었다. 이 외에도 이 시스템은 복잡한 구조를 갖는 플랜트의 변형은 물론 장대 구조물과 고층빌딩, 대형선박, 장대 교량, 댐과 송수관로 및 지하철 등의 안전 유지상태 및 누수 등의 감시에도 적용 가능하다. 특히 온도 변화 감시 기능은 목재 건조물에도 효과적으로 이용할 수 있다.

대규모 노천 석탄광산의 사면 안정화를 위한 지하수 유동 체계 분석 (Field Tests and Analysis of Groundwater System for Stabilization of Slope in Large Open-Pit Coal Mine)

  • 류동우;김형목;오준호;선우춘;정용복
    • 터널과지하공간
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    • 제19권3호
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    • pp.248-260
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    • 2009
  • 직접 개발 형식의 해외자원개발과 관련하여 단순 자본 투자에서 직접 개발로 변화하고 있다. 대규모 노천 석탄광산에서의 사면 안정성과 관련하여 지하수 유동 체계 분석과 사면 보강공으로서의 수평 배수공 타당성을 인도네시아 Pasir 탄광을 대상으로 검토하였다. 본 연구에서는 지하수 체계를 특징짓기 위해 지하수 수위 분석, 현장 투수 시험, 추적자 실험 등 다양한 현장 실험 및 계측을 수행하였다. 특히, 중부 지역의 상부에 위치한 SM강과의 연계성을 분석에 중점을 두었다. Guelph 투수계수를 활용하여 투수계수를 측정하였으며, 사암이 이암이나 탄층보다 투수성이 매우 높은 것으로 나타났다. 지하수 수위 분석 결과 사암층과 협재되어 많은 균열을 포함한 얇은 탄층이 주된 지하수 유동 경로 역할을 히는 것으로 나타났다. 추적자 시험 결과 SM강이 인근 지하수계에 미치는 영향은 강 바닥의 지층구조에 따라 다른 것으로 파악되었다. 수평 배수공의 효과를 파악하기 위한 2차원 지하수 유동 해석 결과는 폭이 좁은 탄층이 협재되어 있는 지층과 사암층이 주된 지하수 유동 경로이며, 충분한 심도로 수평 배수공 시공시 사면 안정화에 효과가 있는 것으로 파악되었다. 따라서 수평 배수공의 시공 위치와 시공 심도의 결정을 위해서는 지층 구조의 파악이 선행되어야 한다.

복합레진 수복시 복합용기 및 단일용기 상아질 접착제의 미세변연누출에 관한 연구 (MICROLEAKAGE OF CURRENT DENTIN BONDING SYSTEMS)

  • 류주희;박동성;권혁춘
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제24권1호
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    • pp.55-66
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    • 1999
  • The purpose of this study was to evaluate the microleakage of 5 current dentin bonding systems which are composed of 2 multi-bottle systems(Scotchbond Multi-Purpose, All Bond2) and 3 one-bottle systems(Single bond, One-Step, Prime & Bond). In this in vitro study, class V cavities were prepared on buccal and lingual surfaces of sixty extracted human premolars and molars on cementum margin. The experimental teeth were randomly divided into six groups of 10 samples (20 surfaces) each, Group 1 : Scotchbond Multi-Purpose ; Group 2 : All Bond 2 ; Group 3 : Single Bond ; Group 4 : One-Step ; Group 5 : Prime & Bond ; Group 6 : no bonding agent(control). The bonding agent and composite resin were applied for each group following the manufacturer's instructions. After 500 thermocycling between $5^{\circ}C$ and $55^{\circ}C$, the 60 teeth were placed in 2% Methylene blue dye for 24 hours, then rinsed with tab water. The specimen were embedded in clear resin, then sectioned buccolingually through the center of restoration with a low speed diamond saw. The dye penetration on each of the specimen were then observed with a stereomicroscope at ${\times}20$. The results of study were statistically analyzed using the Student-Newmann-Keul's Methods and the Mann-Whitney Rank Sum Test. The resin/dentin interfaces were examined under Scanning Electron Microscopy. The results of this study were as follows. 1. None of the dentin bonding systems used in this study showed significant difference in leakage values at both the enamel and the dentin margins (P>0.05). 2. In all groups except the control, leakage value seen at the enamel margin was significantly lower than that seen at the dentin margin (P<0.05). 3. Compared to the control group, all the groups treated with dentin bonding systems showed significantly lower leakage value at both enamel and dentin margins (P<0.05). 4. In the SEM view, gaps were observed in the composite resin / dentin interface in group 6 where no dentin bonding agent was used, and in all the other groups (group 1, 2, 3, 4, 5) composite resin, hybrid layer, and dentin were seen to be closely adhering to each other where there were no leakages. Well-developed resin tags 3~100${\mu}m$ in length infiltrated dentinal tubules past the hybrid layer and a hybrid layer 1~5${\mu}m$ thick had developed between the dentinal surface and the composite resin surface.

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