• Advances in concrete construction
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• 제8권1호
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• pp.55-64
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• 2019

Chloride corrosion has become the main factor of reducing the service life of reinforced concrete structures. The object of this paper is to propose a theoretical model that predicts the service life of chloride-corrosive concrete under fatigue load. In the process of modeling, the concrete is divided into two parts, microcrack and matrix. Taking the variation of mcirocrack area caused by fatigue load into account, an equation of chloride diffusion coefficient under fatigue load is established, and then the predictive model is developed based on Fick's second law. This model has an analytic solution and is reasonable in comparison to previous studies. Finally, some factors (chloride diffusion coefficient, surface chloride concentration and fatigue parameter) are analyzed to further investigate this model. The results indicate: the time to pit-to-crack transition and time to crack growth should not be neglected when predicting service life of concrete in strong corrosive condition; the type of fatigue loads also has a great impact on lifetime of concrete. In generally, this model is convenient to predict service life of chloride-corrosive concrete with different water to cement ratio, under different corrosive condition and under different types of fatigue load.

• 한국세라믹학회지
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• 제22권5호
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• pp.76-84
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• 1985

Mechanical property enhancing mechanisms of $Al_2O_3-ZrO_2$ two phase ceramic composites were studied for several compositions of different $ZrO_2$/$Al_2O_3$ ratio. Microstructural analysis of $Al_2O_3-ZrO_3$(pure) composites indicated that pre-existing microcrack due to larger $ZrO_2$ particle at grain boundary extended along alumina grain boundaries within process zone. Microcracks also nucleated when very small $ZrO_2$ particles at the grain boundaries transformed to monoclinic phase at near of main crack tip. These types of microcracks could contribute to the toughening achieved by creating additional crack surface area during crack propagation. Microstructural analyses also showed that the average grain size and abnormal grain size of $Al_2O_3$ were decreased with increasing $ZrO_2$ vol% in $Al_2O_3$ matrix. As a result it could be concluded as follows In TEX>$Al_2O_3-ZrO_3$(pure) system 1. Microcrack nucleation (stress-induced microcracking) and extension was effective mechanism for absorpiton of fracture energy 2, More narrow distribution and smaller grain size of $Al_2O_3$ due to $ZrO_2$particles mainly contributed to main-tatin the strength and hardness.

• 암석학회지
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• 제17권4호
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• pp.206-221
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• 2008

경상분지 남서부 일대의 불국사 화강암류에서 분포하는 미세균열의 전반적인 분포특성을 규명하였다. 사천시-고성군, 거제시 및 남해군 지역에서 채취한 11개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 131조의 미세균열은 영상처리를 통하여 구별하였다. 다음에 이들 미세균열 중, 뚜렷한 선상배열을 갖는 45조의 미세균열을 선별하였다. 이들 미세균열은 수직의 2번 면에 대비된다. 이들 45조의 미세균열의 방향성과 국내의 쥬라기 및 백악기 화강암류에서 발달하는 수직의 1번 및 2번 면의 방향성을 대비하였다. 분포도에서 45조의 미세균열과 이들 수직 면의 분포형태가 일치한다는 사실은 연구지역 일대에서 발달하는 미세균열의 계는 국내의 쥬라기 및 백악기의 화강암에서도 광역적으로 발달함을 시사한다. 방향각-빈도수 상관도의 전 영역은 미세균열의 분포상에 의하여 20개의 영역으로 분류할 수가 있다. 한편 45조의 미세균열이 속하는 18개의 방향각 영역과 기존의 연구결과에서 시사한 최대 압축 주응력의 방향과 상호 대비를 시도하였다. 최대 압축 주응력의 방향은 대부분 방향각 영역- $1{\sim}2$, $5{\sim}6$, ${\sim}15$, $17{\sim}18$ 및 $19{\sim}20$에 각각 속하며 이들 영역은 이들 45조의 미세균열의 장미도에서 제시한 주방향 및 2차적인 방향과 일치한다. 열린 미세균열의 대표적인 방향은 기존의 연구에서 시사한 최대 압축 주응력 방향을 반영한다.

• 한국지구과학회지
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• 제30권1호
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• pp.19-32
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• 2009

옥천습곡대의 서남부지역에서 분포하는 쥬라기 화강암류의 석영내에 존재하는 아문 미세균열과 유체표유물을 분석하여 이 지역에 작용한 고응력장을 해석하였다. 연구지역에서 나타나는 아문 미세균열의 방향성은 전체적으로 $N30^{\circ}W$의 방향이 가장 우세하며 $N70^{\circ}W$의 방향도 나타난다. 연구지역의 아문 미세균열 생성온도는 $380-550^{\circ}C$ 범위를 보이며, 이들 아문 미세균열은 약 166-200Ma의 기간 동안 형성되었을 것으로 추정된다. 아문 미세균열의 방향성을 통한 고응력장의 작용 방향과 유체포유물에 의한 아문 미세균열의 형성시기를 비교하여 볼 때, 연구지역 내에서 발달하는 화강암질암체는 NNW-SSE와 WNW-ESE 방향의 최대수평주응력인 고응력장이 쥬라기 초기에서 쥬라기 중기 기간 동안 작용하였을 것으로 사료된다.

• 암석학회지
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• 제20권1호
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• pp.23-37
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• 2011

제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열 모집단의 길이분포에 대한 스케일링 성질을 조사하였다. 15개 방향각 및 5개 그룹 (I~V)에 대한 길이범위의 분포도에서 미세균열의 방향성에 따른 평균길이의 체계적인 변화가 나타난다. 분포도는 거의 남-북방향을 경계로 하여 좌우 대칭형태를 취하는 것이 특징이다. 미세균열의 모집단에 대한 길이-누적빈도 도표의 전 영역은 상관곡선의 분포양상에 의하여 3개 구간으로 구분할 수 있다. 특히, 5개 그룹에 대한 각 도표의 선형의 중앙구간은 멱함수 분포를 지시한다. 5개 그룹에 대한 중앙의 선형구간의 빈도비는 46.6%~67.8T의 범위이다. 한편 각 그룹에 대한 선형의 중앙구간의 기울기는 그룹 V($N60{\sim}90^{\circ}E$, -2.02) > 그룹 IV($N20{\sim}60^{\circ}E$, -1.55) > 그룹 I($N60{\sim}90^{\circ}W$, -1.48), 그룹 II($N10{\sim}60^{\circ}W$, -1.48) > 그룹 III($N10^{\circ}W{\sim}N20^{\circ}E$, -1.06)의 순으로 나타난다. 거의 멱함수의 길이분포를 따르는 부집단(5개 그룹)에서는 지수(-1.06~-2.02)의 범위가 넓다. 5개 그룹간의 이러한 지수의 상대적인 차이는 방향성 효과의 중요성을 강조한다. 또한, 곡선의 하부에서의 기울기의 분리는 보다 긴 미세균열의 급격한 발달을 대변하며, 멱함수 지수의 감소로 반영된다. 특히, 이러한 분포양식은 $N10{\sim}20^{\circ}E,\;N10{\sim}20^{\circ}W$ 및 $N60{\sim}70^{\circ}W$의 방향각에 대한 도표에서 볼 수 있다. 이들 3개 방향각은 연구지역 일대에서 발달한 단층의 주방향과 부합한다. 15개 방향각에 대한 길이-누적빈도 도표의 개개 특성을 보여주는 분포도를 작성하였다 상기한 도표들을 3개 그룹(A, B and C)의 범주에 따라 배열함으로서 이들 그룹간 길이-빈도 분포의 차이를 용이하게 도출할 수 있다. 분포도는 미세균열 조들에 대한 개별적인 분리의 중요성을 보여준다. 관계도에서, 보다 짧은 미세균열의 출현빈도는 그룹A > 그룹 B > 그룹 C의 순서를 보인다. 이들 3가지 유형의 분포양상은 미세균열이 성장하는 동안 발생한 과정들에 대한 중요한 정보를 드러낼 수 있다.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.337-348
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• 2005

포천 지역에 분포하는 쥬라기 화강암을 대상으로 미세균열 분포특성이 화강암의 역학적 성질에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 3종의 방향성 시편을 대상으로 일축압축시험이 실시되었으며, 각 시편은R(riftplane), G(grain plane) 및 H(hardway plane) 축에 각각 직각이다. 다양한 탄성 상수 중, 3 방향에 따른 포아송비의 변화가 검토되었다 파괴 강도 비-포아송비의 관계도에서 포아송비의 범위는 H-시편에서 가장 높은 분포양상을 보이며 G-시편, R-시편의 순으로 감소한다. 분포곡선은 $I\simIII$ 단계에서는 거의 선형이며, IV-3 단계에서는 기울기의 급격한 증가를 보인다. 관계도에서 보는바와 같이 파괴강도비 $0.92\sim0.96$에서 변곡점이 형성된다. IV-3단계는 탄성 영역의 밖에 속한다. 4단계의 파괴단계에서의 거동은 응력-체적변형율 곡선에서 분석되었다 암석의 거동을 지배하는 응력증분-체적변형율 방정식에서 특징적인 재료상수인 a, n, Q, m 및 $\varepsilon_v^{mcf}$가 결정되었다. 이들 상수중에서 미세균열의 폐합영역( I 단계)에서 고유의 미세균열의 공극률$(a, 10^{-3})$ 그리고 압축지수(n)는 각각 $a^R(3.82)>a^G(3.38)>a^H(2.32)$ 그리고 $n^R(3.69)>n^G(2.79)>n^H(1.99)4의 순서로 나타난다. 특히 IV 단계의 미세균열의 임계체적변형율($\varepsilon_v^{mcf}$)은 3번 면에 수직인 H-시편에서 가장높게 나타난다. 이러한 결과에서 포아송비 및 재료상수와 같은 역학적 성질은 2 조의 미세균열과 밀접한 관계를 보이고있다. 강도 이방성과 미세균열의 방향성과의 상관성은 암석의 파괴 연구에 주요하게 적용될 수 있다.

• 암석학회지
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• 제27권1호
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• pp.1-15
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• 2018

미세균열의 길이와 간격의 분포를 이용하여 쥬라기 거창화강암의 결의 특성을 분석하였다. 여섯 방향의 결에 대한 길이 및 간격-누적빈도 도표를 미세균열의 길이의 밀도(${\rho}$)가 증가하는 순(($H2{\rightarrow}R1$)으로 배열하였다. 상기 두 유형의 도표의 결합을 통하여 다양한 파라미터를 추출하였다. 여섯 방향의 결에 대한 평가는 (I) 교차각(${\alpha}-{\beta}$), 지수차(${\lambda}_S-{\lambda}_L$), 선의 길이(ol 및 ll'), 길이 비(ol/os 및 ll'/sl'), 평균 길이((ss'+ll')/2), 직각삼각형의 면적(${\Delta}oaa_a^{\prime}$ 및 ${\Delta}obb_a^{\prime}$) 그리고 면적차(${\Delta}obb^{\prime}-{\Delta}oaa^{\prime}$ 및 ${\Delta}obb_a^{\prime}-{\Delta}oaa_a^{\prime}$), (II) 선의 길이(oa 및 os) 그리고 면적(${\Delta}oaa^{\prime}$), (III) 선의 길이(sl') 및 길이 비(ss'/ll') 그리고 (IV) 선의 길이(ob, ss' 및 ls') 및 면적(${\Delta}obb^{\prime}$, ${\Delta}ll^{\prime}s^{\prime}$, ${\Delta}ss^{\prime}l^{\prime}$ 및 ⏢ll'ss')과 같은 4개 그룹(I~IV)의 파라미터를 이용하여 수행하였다. 3개 결 및 3개 면에 대한 파라미터의 값 사이의 상관성 분석의 결과는 다음과 같다. 3개 결에 대한 파라미터의 값은 (I) H(3번 결, (H1 + H2)/2) < G(2번 결, (G1 + G2)/2) < R(1번 결, (R1 + R2)/2), (II) R < G < H, (III) G < H < R 및 (IV) H < G < R의 순서이다. 반면에, 3개 면에 대한 파라미터의 값은 (I) R' < G' < H', (II) H' < G' < R' 및 (III 및 IV) R' < H' < G'의 순서이다. 특히, 그룹 I 및 그룹 II에 속하는 파라미터의 값은 상호 역순을 보여준다. 결론적으로, 이러한 유형의 상관성 분석은 3개 채석면의 판별에 유용하다.

• 자원환경지질
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• 제30권3호
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• pp.231-240
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• 1997

The behavior of rocks and microcrack development due to fatigue stresses are investigated using cyclic loading tests and ultrasonic velocity measurements. Twenty six medium-grained granite samples from the Pochon area are selected for measurements. Ultrasonic velocities are measured for samples before fatigue test to characterize the pre-existing microcracks. Then, thirteen different cycles of loadings with 70% and 80% dynamic strength are applied to the samples. The ultrasonic velocities are measured again to compare velocities after applications of fatigue stress with those before applications of fatigue stress. The results show that most microcracks are developed along the direction parallel to the axis of loading and that the amount of microcracks increases, as loading levels and numbers of cycle increase.

• Journal of Welding and Joining
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• 제17권2호
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• pp.36-43
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• 1999

The effect of microstructure on the fracture toughness of multi pass weld metal has been investigated. The micromechanisms of fracture process are identified by in-situ scanning electron microscopy(SEM) fracture observation using single edge notched specimen. The notches of the in-situ fracture specimens were carefully located such that the ends of the notches were in the as-deposited top bead and the reheated weld metal respectively. The observation of in-situ fracture process for as-deposited top bead indicated that as strains are applied, microcracks are formed at the interfaces between soft proeutectoid ferrite and acicular ferrite under relatively low stress intensity factor. Then, the microcracks propagate easily along the proeutectoid ferrite phase, leading to final fracture. These findings suggest that proeutectoid ferrite plays an important role in reducing the toughness of the weld metal. On the other hand, reheated regions showed that the microcrack initiated at the notch tip grows along the localized shear bands under relatively high stress intensity factor, confirming that reheated area showing momogeneous and fine microstructure would be beneficial to the fracture resistance of weld metal.

• 한국안전학회지
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• 제34권4호
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• pp.15-21
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• 2019

In order to secure the safety of various machinery, it is very important to develop a technique for accurately and quickly measuring the cracks generated in the mechanical equipment and evaluating the mechanical characteristics. The evaluation of the mechanical properties is accompanied by an appropriate strain measurement according to the material and crack occurrence of the target structure. Especially, when micro cracks are generated, the evaluation method is very important. Digital image correlation is an optical full field displacement measuring method which is using currently with speckles in the interested area. However the evaluation method and conditions of image distributions have to be considered carefully to measure the crack occurrence because the images of the speckle patterns affect the quality of displacement results. In this study, the speckle pattern density is characterized to improve the accuracy of the measurement method. And also the micro crack initiation is detected by the measured displacement in the adopted speckle pattern distribution. It is shown that the proposed method is useful to determine the density pattern distribution for the accurate measurement and crack detection.