• Geomechanics and Engineering
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• 제34권6호
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• pp.637-648
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• 2023

When an earth pressure balance (EPB) shield machine bores a tunnel in gravelly sand stratum, the excavated natural soil is normally transformed using foam and water to reduce cutter wear and the risk of direct muck squeezing out of the screw conveyor (i.e., muck spewing). Understanding the undrained shear behavior of conditioned soils under pressure is a potential perspective for optimizing the earth pressure balance shield tunnelling strategies. Owing to the unconventional properties of conditioned soil, a pressurized vane shear apparatus was utilized to investigate the undrained shear behavior of foam-conditioned gravelly sands under normal pressure. The results showed that the shear stress-displacement curves exhibited strain-softening behavior only when the initial void ratio (e₀) of the foam-conditioned sand was less than the maximum void ratio (e_max) of the unconditioned sand. The peak and residual strength increased with an increase in normal pressure and a decrease in foam injection ratio. A unique relation between the void ratio and the shear strength in the residual stage was observed in the e-ln(τ) space. When e₀ was greater than e_max, the fluid-like specimens had quite low strengths. Besides, the stick-slip behavior, characterized by the variation coefficient of measured shear stress in the residual stage, was more evident under lower pressure but it appeared to be independent of the foam injection. A comparison between the results of pressurized vane shear tests and those of slump tests indicated that the slump test has its limitations to characterize the chamber muck fluidity and build the optimal conditioning parameters.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.549-560
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• 2021

쉴드 TBM(Tunnel Boring Machine) 굴진 시 TBM에 작용하는 커터헤드 토크, 추력, 챔버압, 상향력 등은 TBM의 굴진성능을 결정하는 데 매우 중요한 요소들이다. 그러나 균질한 지반 조건에 비해 복합지반을 굴진할 때 TBM에 작용하는 힘들은 그 경향이 달라 TBM 굴진성능을 저해할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 복합지반 굴진이 TBM에 작용하는 토크, 추력, 챔버압, 상향력에 미치는 영향을 수치해석적으로 모사하고자 하였다. 해석 모델은 개별요소법(DEM, discrete element method)과 유한차분법(FDM, finite difference method)을 연계하는 방안을 적용한 TBM 굴진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 상부 화강풍화토와 하부 풍화암으로 구성된 복합지반을 굴진하는 것을 가정하여 굴진을 모사하였으며, 복합지반 경계면의 위치, 경사에 따라 TBM에 작용하는 힘에 대한 영향을 해석적으로 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.355-374
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• 2022

쏘일 컨디셔닝(soil conditioning)은 굴착토의 전단강도를 감소시키고 작업성(workability)을 확보하여, EPB 쉴드 TBM의 굴진면 전방을 지지하며 TBM의 굴진 성능을 향상시키는 기술이다. 다양한 지반 조건에 대한 최적의 첨가제 주입 조건을 결정하기 위해서는 첨가제를 혼합한 굴착토의 역학적 유동학적 거동을 평가해야 한다. 따라서, 본 연구에서는 TBM 챔버 내 압력 상태를 모사하고 시료의 유동학적 특성을 평가할 수 있는 실내 가압 베인시험 장비를 개발하였다. 인공 사질토 시료에 대하여 폼(foam)과 폴리머(polymer)의 주입변수인 FIR (foam injection ratio)과 PIR (polymer injection ratio)을 변화시켜가며 일련의 실내 가압 베인시험을 수행하였다. 또한, 슬럼프 시험을 통해 컨디셔닝된 흙의 작업성을 평가하였다. 실내 가압 베인시험 장비를 통해 베인 전단시험을 수행함으로써 측정된 토크 데이터로부터 컨디셔닝된 흙의 유동곡선(rheogram)을 도출하여 주입변수에 따른 첨두응력과 항복응력의 경향을 분석하였다. 시험 결과, FIR이 커지거나 PIR이 작아질수록 작업성이 증가하는 경향을 나타냈으며, 최대 토크, 첨두응력과 항복응력은 모두 감소하였다. 실내 가압 베인시험으로 측정된 시료의 첨두응력과 항복응력이 슬럼프 시험을 통해 측정된 작업성과 상응하는 결과는 제안된 시험이 굴착토 물성 평가에 활용될 수 있음을 보여준다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.387-401
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• 2023

토압식(Earth Pressure Balanced, EPB) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine) 공법은 진동과 소음이 적어 도심지 지하공간 시공에 적극적으로 활용되고 있다. 이때 첨가제 주입은 막장압 유지, 전단강도 감소, 커터의 마모량 최소화, 굴착토의 투수계수 감소 등 다양한 효과를 보인다. 이러한 기술을 쏘일 컨디셔닝이라 하며, 일반적으로 첨가제로 폼, 폴리머, 벤토나이트 슬러리 등을 적용한다. 본 연구에서는 국내 터널 현장에서 빈번하게 조우하는 화강풍화토 시료에 대해 폼과 폴리머를 첨가제로 적용하여 유동학적 특성을 평가하였다. 슬럼프 시험을 통해 작업성(Workability)을 평가하고, 동일한 시험 조건에 대해 실내 가압 베인전단 시험을 수행하여 유동학적 특성을 평가하였다. 이때 슬럼프 값이 높아 작업성이 떨어지는 경우, 폴리머를 추가 적용하여 폴리머 적용이 유동학적 특성에 미치는 영향을 검토하였다. 시험 결과, 폼 주입비(Foam Injection Ratio, FIR)가 증가함에 따라 슬럼프 값은 증가한 반면 토크, 첨두강도 및 항복응력, 겉보기 점도, 틱소트로피 면적은 감소하였다. 하지만, 폴리머 주입비(Polymer Injection Ratio, PIR)는 폼 주입비와 상반되는 결과를 확인하였다. 시험결과 비교를 통해 슬럼프 값과 항복응력 간의 상관관계를 제시하였다. 그리고 폼 만을 적용한 조건과 폼과 폴리머 모두 적용한 조건을 비교한 결과, 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 폼과 폴리머 모두 적용한 조건에서 더 낮은 항복응력이 도출되었다.

• 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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• 제44권6호
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• pp.629-633
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• 2021

This article is designed to look into the radiation exposure dose to each body part and the shielding effect for workers using an additional shielding to reduce their radiation exposured by scattering radiation which is generated in a space between the operating table and lead curtain during interventional radiology(IR) procedures. After placing a human phantom on the table of SIEMENS' angiography machine, the following measurements were taken, depending on the presence of an additional shield of lead equivalent of 0.25 mmPb, manufactured for this purpose: dose to gonad, dose to an area where the personal dosimeter is placed, and dose to an area of eye lens is located. An ion chamber(chamber volume 1,800 cc) was utilized to measure scattering radiation. The two imaging tests were carried out as follows: fluoroscopy of the abdomen (66 kV, 100 mA, 60 seconds) and of the head (70 kV, 65 mA, 60 seconds); and digital subtraction angiography(DSA) of the abdomen (67 kV, 264 mA, 20 seconds) and of the head (79 kV, 300 mA, 20 seconds). In all the experiments, the shielding efficiency of the gonad position was the largest at 59.8%. In case an additional shielding was used as protection against scattering radiation that came through the operating table and the lead curtain during an IR, the radiation shielding efficiency was estimated to be up to 59.8%, leading to a conclusion that its presence may effectively reduce the radiation exposure dose of medical staffs.

• Journal of Information Display
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• 제2권3호
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• pp.72-77
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• 2001

Amorphous silicon thin-film transistors (a-Si TFTs) were incorporated into Mo-tip-based triode-type field emitters and diode-type ones of carbon nanotubes for an active-matrix cathode (AMC) plate of field emission displays. Also, we developed a novel surface-treatment process for the Mo-tip fabrication, which gleatly enhanced in the stability of field emission. The field emission currents of AMC plates on glass substrate were well controlled by the gate bias of a-Si TFTs. Active-matrix field emission displays (AMFEDs) with these AMC plates were demonstrated in a vacuum chamber, showing low-voltage matrix addressing, good stability and reliability of field emission, and highly uniform light emissions from the anode plate with phosphors. The optimum design of AMFEDs including a-Si TFTs and a new light shield/focusing grid is discussed.

• 대한인간공학회지
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• 제36권5호
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• pp.559-568
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• 2017

Objective: The aim of this study is to investigate the effective managerial factors influencing dose reduction of the nozzle dam installation and removal tasks ranking within top 3 in viewpoint of average collective dose of nuclear power plant maintenance job. Background: International Commission on Radiation Protection (ICRP) recommended to reduce unnecessary dose and to minimize the necessary dose on the participants of maintenance job in radiation fields. Method: Seven sessions of nozzle dam installation and removal task logs yielded a multiple regression model with collective dose as a dependent variable and work time, number of participants, space doses before and after shield as independent variables. From the sessions in which a significant reduction in collective dose occurred, the effective managerial factors were elicited. Results: Work time was the most important factor contributing to collective dose reduction of nozzle dam installation and removal task. Introduction of new technology in nozzle dam design or maintenance job is the most important factor for work time reduction. Conclusion: With extended task logs and big data processing technique, the more accurate prediction model illustrating the relationship between collective dose reduction and effective managerial factors would be developed. Application: The effective managerial factors will be useful to reduce collective dose of decommissioning tasks as well as regular preventive maintenance tasks for a nuclear power plant.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권2호
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• pp.498-505
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• 2024

In this paper, a cable-driven endoscopic manipulator (CEM) is designed for the Chinese latest compact fusion reactor. The whole CEM arm is more than 3000 mm long and includes end vision tools, an endoscopic manipulator/control system, a feeding system, a drag chain system, support systems, a neutron shield door, etc. It can cover a range of ±45° of the vacuum chamber by working in a wrap-around mode, etc., to meet the need for observation at any position and angle. By placing all drive motors in the end drive box via a cable drive, cooling, and radiation protection of the entire robot can be facilitated. To address the CEM motion control problem, a discrete trajectory tracking method is proposed. By restricting each joint of the CEM to the target curve through segmental fitting, the trajectory tracking control is completed. To avoid the joint rotation angle overrun, a joint limit rotation angle optimization method is proposed based on the equivalent rod length principle. Finally, the CEM simulation system is established. The rationality of the structure design and the effectiveness of the motion control algorithm are verified by the simulation.

• Progress in Superconductivity
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• 제13권1호
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• pp.7-11
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• 2011

조성경사법을 이용하여 LMO/IBAD-MgO template 상에 EDDC 증착법을 이용하여 $Sm_{1+x}Ba_{2-x}Cu_{3+y}O_{7-d}$ 초전도 박막을 증착하였다. 테이프 형상의 기판상에 길이방향으로 $Sm_{1+x}Ba_{2-x}Cu_{3+y}O_{7-d}$ 박막의 조성비가 연속적으로 변하는 샘플을 얻을 수 있었고, 비접촉 Hallprobe를 이용하여 임계전류를 측정한 결과 조성비에 대응하는 연속적인 임계전류분포를 측정할 수 있었다. 본 조성비 영역 중 Sm:Ba:Cu = 1.01:1.99 :4.87의 조성비에서 최대의 임계전류를 보였다. 이 조성비에서 SmBCO 박막표면에 전체적으로 roof tile 형상의 결정립들이 관찰되었으며 국소적으로 2차상들이 관찰되었다. 조성 경사법을 이용하면 광범위한 조성비영역에서 신뢰도 높은 초전도특성, 결정배향성, 박막표면 형상 등을 조사할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권4호
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• pp.401-413
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• 2013

최근 연약지반 터널 현장에 활용되는 슬러리 쉴드 TBM은 굴진면으로 슬러리가 주입됨으로 그 안정성을 확보하는 공법이다. 하지만 간극이 과다하여 슬러리에 의한 폐색이 발생하지 않는 조립질 지반에서는 적용이 어렵기 때문에 첨가제를 혼입하여 사용하기도 한다. 본 연구에서는 첨가제의 역할로서 탄산가스를 주입함으로 슬러리가 주입되었을 때에 간극 내에 탄산가스가 흡착하여 폐색현상을 촉진시키는 효과를 규명하였다. 실내실험 결과 탄산 혼입에 따라 슬러리 쉴드 터널이 적용 가능한 유효입경이 1.0 mm에서 2.6 mm가량으로 증가하였고, 필터계수 ${\lambda}$가 $0.007sec^{-1}$이상인 경우에 탄산에 의한 효과가 발생함을 알 수 있었다.