본 기술보고서는 Lisbon에서 개최된 2007 ISRM Congress에서 발표된 논문을 소개한 것이다. 이는 SRM(합성암반체)에 관한 연구결과이며, 이의 중요성과 향후 잠재력을 강조하고 있는 Fairhurst 교수가 직접 발표한 논문이다. 절리 암반의 특성을 규명하는 SRM 접근법은 현존하는 경험적 접근법이나 절리 암반의 거동에 대한 현재의 이해정도와 관련지어 재검토된다. 이 재검토 논문에서 절리 암반의 역학적 거동에 영향을 미치는 주요 요소들이 어떻게 고려되는가를 기술하며, 또 SRM 접근법이 상당히 발전되어 현장에 적용된 사례를 보여준다. PFC-3D에서 BP 모델링과 DFN 모사법 등의 두개의 잘 정립된 방법에 기초를 두고 있는 이 기법은 새로운 미끄러지는 절리모델을 사용한다. 이 모델은 모든 응력경로에 의하여 힘을 받고 있는 수천개의 기존 절리를 포함하는 대규모 암반체를 모사할 수 있게 하는 것이다. 암반의 강도 및 취성도, 완전 순응 행렬의 전개, 그리고 초기의 파쇄 등이 SRM 시험에서 얻어지는 결과이다.
Silicon nitride($Si_3N_4)$ is one of the most widely used structural ceramic materials. However silicon nitride is difficult to sinter because of its strong covalent bonding characteristics. In this study, $Si_3N_4$ ceramics were fabricated by spark plasma sintering process with $Y_2O_3$ and $Al_2O_3$ addition to improve the sinterability and the mechanical properties and their phase transformation behavior, microstructure and mechanical properties were evaluated. Fully densified $Si_3N_4$ ceramics could be obtained by spark plasma sintering process at a lower temperature than conventional sintering method. The formation of network microstructure was affected by the addition of $Al_2O_3$ because it could accelerate a to ${\alpha}$ to ${\beta}$ phase transformation of $Si_3N_4$. As a result, the mechanical properties depended on amounts of $Al_2O_3$ addition. The hardness value increased with increasing ${\alpha}$-phase fraction, but fracture toughness value increase with increasing ${\beta}$-phase fraction.
Although the evaluation of the mechanical properties and behavior of discontinuous rock masses is very important for the design of underground openings, it has always been considered the most difficult problem. One of the difficulties in describing the rock mass behavior is assigning the appropriate constitutive model. This limitation may be overcome with the progress in discrete element software such as PFC, which does not need the user to prescribe a constitutive model for rock mass. Instead, the micro-scale properties of the intact rock and joints are defined and the macro-scale response results from those properties and the geometry of the problem. In this paper, a $30m{\times}30m{\times}30m$ jointed rock mass of road tunnel site was analyzed. A discrete fracture network was developed from the joint geometry obtained from core logging and surface survey. Using the discontinuities geometry from the DFN model, PFC simulations were carried out, starting with the intact rock and systematically adding the joints and the stress-strain response was recorded for each case. With the stress-strain response curves, the mechanical properties of discontinuous rock masses were determined and compared to the results of empirical methods such as RMR, Q and GSI. The values of Young's modulus, Poisson's ratio and peak strength are almost similar from PFC model and Empirical methods. As expected, the presence of joints had a pronounced effect on mechanical properties of the rock mass. More importantly, the mechanical response of the PFC model was not determined by a user specified constitutive model.
아크릴로니트릴-부타디엔 고무에 디메틸아크릴산 아연을 적용하여 탄성나노복합체를 제조하였고, 디메틸아크릴산 아연의 첨가방법 및 함량에 따른 가교구조, 기계적 물성, 파단면 형태를 조사하였다. 디메틸아크릴산 아연의 함량증가에 따라 이온가교결합의 증가에 기인하여 총 가교밀도는 증가하였다. 인장강도와 인열강도는 디메틸아크릴산 아연 함량이 증가함에 따라 증가하여 최대치를 보인 후 하락하는 경향을 보였다. 디메틸아크릴산 아연 첨가방법에 따라 인열강도와 균열저항성은 크게 영향을 받았다. 즉, 용융혼합과정에서 실시간으로 산화 아연과 메타아크릴산을 반응시켜 디메틸아크릴산 아연을 형성시키는 나노복합체가 디메틸아크릴산 아연 분말을 직접 첨가하는 복합체에 비해 월등히 높은 인열강도와 균열저항성을 보였다. 이는 실시간 나노복합체가 분말첨가 복합체보다 디메틸아크릴산 아연 입자크기가 더 작고 균일하게 분산되기 때문에 기인된 것으로 나타났다.
산업화의 발달과 더불어, 도로 등 교통시설과 건설 장비의 발달로 공장 제작하여 운반 설치하는 프리캐스트 구조물이 급속히 확장되는 추세이며, 2000년 대 부터는 철근콘크리트 옹벽도 프리캐스트 공법이 개발되고 현장에서 적용이 확대되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 기존에 항타하여 설치해 온 앵커 파일 옹벽에서 기초에 설치되는 앵커파일을 일반돌기에서 나선형 플렌지 타입으로 설치하여 유압모터를 이용한 압입, 회전 방식으로 설치하고 앵커파일의 형태를 개선하고 이에 따른 기술적 검증과 최적의 적용형태를 도출하였다. 이를 위하여 현장 실규모 시험 및 수치해석적 검증을 수행하였으며, 인발실험 결과 앵커파일은 나선형 플렌지를 설치하는 것이 돌기가 없거나 다른 형상의 돌기가 설치된 파일에 비해 1.5~8배의 높은 인발 저항력을 보였으며, 나선형 플렌지가 설치된 APC옹벽에서 인발 저항력의 증대로 기초와 벽체의 변위도 25% 이상 감소됨을 보였다.
유발지진은 인류에 의한 수많은 영향 및 다양한 지질학적 조건과 연관되어서 지난 수십 년 동안 관측되어 왔다. 이 논문에서는 다양한 유발지진을 고찰하고 자연적인 조구조 지진뿐만 아니라 유발지진의 종류에 따라 서로 비교한다. 수압파쇄는 암석층에서 새로운 균열을 통해 투수성을 높이는데 보편적으로 사용된다. 이 과정에서 유발지진이 발생하는데, 이 지진은 단열망과 석유/가스의 이동에 관한 중요한 정보를 제공한다. 유사한 방식으로 탄화수소 생산과정이나, 댐 저수지, 채광 활동 또는 폐수 주입 등의 과정에서도 의도하지 않은 유발지진이 발생하며, 이를 이용하여 다양한 수리역학적인 과정과 다양한 규모에서 저류층 특성의 변화를 파악할 수 있다. 일반적인 결론으로 지금까지 알려진 유발지진에 대한 불확실성과 지식의 한계를 요약하고 향후 연구에서 다루어야 할 몇 가지 주제를 제시한다.
강원도 원주지역 암반대수층과 경기도 의왕지역 천층대수층에서 측정한 연속지하수위자료에 대해 시계열분석을 하였다. 연구에 사용한 시계열특성함수는 자기상관함수, 스펙트럼밀도함수, 그리고 상호상관함수이다. 분석결과 강원도 원주지역의 천층대수층의 지하수위는 자기상관성이 상대적으로 작고 상부토양층을 통한 강우의 직접적 침투에 민감하고 단열암반대수층의 지하수위는 상대적으로 외부자극(강우)에 안정적인데 이는 먼 곳으로부터 단열망을 통한 자극의 전파에 기인하거나 혹은 중간에 투수성이 낮은 비풍화편마암대의 영향으로 보인다. 의왕지역의 지하수위의 시계열적 특성은 원주지역의 단열암반대수층의 그것과 유사하다. 이는 지하수위측정 지역의 지하수함양이 직접적 강우침투보다는 광역적 함양과 그 스트레스의 전파에 기인하는 것으로 판단된다. 본 연구에서는 강우와 지하수위와의 시계열 분석이 지하수 함양기작 이해에 어떻게 이용되는지를 보여주었다.
In this paper, experiments were conducted on signal amplification of polymer capsules for application to Ground Penetrating Radar so as to enable real-time monitoring of polymer capsules inside concrete using the Morphology Dependent Resonance phenomenon. A TEM CELL and a vector network analyzer were used to analyze the difference in resonance frequency depending on the material of the sphere and the presence or absence of fracture. In order to manufacture a capsule of a size that can be measured using millimeter waves used in GPR, we manufactured a capsule with a 3D printer and analyzed the effects of the presence or absence of coating and the size of the capsule on the resonance frequency. Resonant frequency or signal amplification is more affected by diameter than coating. The capsule showing the highest amplification is the resin-coated 50 mm diameter capsule with a 316-fold increase and the lowest capsule is the uncoated 10 mm diameter capsule with a signal amplification of 11.9 times. These results demonstrate the potential of GPR to measure the position and state of self-healing capsules, which are small-sized polymers, in real time using millimeter waves.
Objective : Deep learning is a machine learning approach based on artificial neural network training, and object detection algorithm using deep learning is used as the most powerful tool in image analysis. We analyzed and evaluated the diagnostic performance of a deep learning algorithm to identify skull fractures in plain radiographic images and investigated its clinical applicability. Methods : A total of 2026 plain radiographic images of the skull (fracture, 991; normal, 1035) were obtained from 741 patients. The RetinaNet architecture was used as a deep learning model. Precision, recall, and average precision were measured to evaluate the deep learning algorithm's diagnostic performance. Results : In ResNet-152, the average precision for intersection over union (IOU) 0.1, 0.3, and 0.5, were 0.7240, 0.6698, and 0.3687, respectively. When the intersection over union (IOU) and confidence threshold were 0.1, the precision was 0.7292, and the recall was 0.7650. When the IOU threshold was 0.1, and the confidence threshold was 0.6, the true and false rates were 82.9% and 17.1%, respectively. There were significant differences in the true/false and false-positive/false-negative ratios between the anterior-posterior, towne, and both lateral views (p=0.032 and p=0.003). Objects detected in false positives had vascular grooves and suture lines. In false negatives, the detection performance of the diastatic fractures, fractures crossing the suture line, and fractures around the vascular grooves and orbit was poor. Conclusion : The object detection algorithm applied with deep learning is expected to be a valuable tool in diagnosing skull fractures.
Thomas Weikert;Luca Andre Noordtzij;Jens Bremerich;Bram Stieltjes;Victor Parmar;Joshy Cyriac;Gregor Sommer;Alexander Walter Sauter
Korean Journal of Radiology
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제21권7호
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pp.891-899
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2020
Objective: To assess the diagnostic performance of a deep learning-based algorithm for automated detection of acute and chronic rib fractures on whole-body trauma CT. Materials and Methods: We retrospectively identified all whole-body trauma CT scans referred from the emergency department of our hospital from January to December 2018 (n = 511). Scans were categorized as positive (n = 159) or negative (n = 352) for rib fractures according to the clinically approved written CT reports, which served as the index test. The bone kernel series (1.5-mm slice thickness) served as an input for a detection prototype algorithm trained to detect both acute and chronic rib fractures based on a deep convolutional neural network. It had previously been trained on an independent sample from eight other institutions (n = 11455). Results: All CTs except one were successfully processed (510/511). The algorithm achieved a sensitivity of 87.4% and specificity of 91.5% on a per-examination level [per CT scan: rib fracture(s): yes/no]. There were 0.16 false-positives per examination (= 81/510). On a per-finding level, there were 587 true-positive findings (sensitivity: 65.7%) and 307 false-negatives. Furthermore, 97 true rib fractures were detected that were not mentioned in the written CT reports. A major factor associated with correct detection was displacement. Conclusion: We found good performance of a deep learning-based prototype algorithm detecting rib fractures on trauma CT on a per-examination level at a low rate of false-positives per case. A potential area for clinical application is its use as a screening tool to avoid false-negative radiology reports.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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