• Geomechanics and Engineering
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• 제29권1호
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• pp.91-97
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• 2022

The cohesive non-swelling soil (CNS) cushion technology has been widely applied in the subgrade and slope improvement at expansive soil regions. However, the mechanism of the inhibition effect of the CNS layer on expansive soil (ES) has not been fully understood. We performed four outdoor model tests to further understand the inhibition effect, including different kinds of upper layer and thickness, under the unidirectional seepage condition. The swelling deformation, soil pressure, and electrical resistivity were constantly monitored during the saturation process. It is found that when a CNS layer covered the ES layer, the swelling deformation and electrical resistivity of the ES layer decreased significantly, especially the upper part. The inhibition effect of the CNS layer increases with the increase of CNS thickness. The distribution of vertical and lateral soil pressure also changed with the covering of a CNS layer. The electrical resistivity can be an effective index to describe the swelling deformation of ES layer and analyze the inhibition effect of the CNS layer. Overall, the CNS deadweight and the ion migration are the major factors that inhibit the swelling deformation of expansive soil.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3723-3740
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• 2021

The harsh conditions in the reactor affect the thermal and mechanical performance of the fuel plate heavily. Some in-pile behaviors, like fission-induced swelling, can cause a large deformation of fuel plate at very high burnup, which may even disturb the flow of coolant. In this research, the emphasis is put on the thermal expansion, fission-induced swelling, interaction layer (IL) growth, creep of the fuel meat, and plasticity of the cladding for the U₃Si₂/Al dispersion fuel plate. A detailed model of the fuel meat swelling is developed. Taking these in-pile behaviors into consideration, the three-dimensional large deformation incremental constitutive relations and stress update algorithms have been developed to study its thermal-mechanical performance under normal conditions using Abaqus. Results have shown that IL can effectively decrease the thermal conductivity of fuel meat. The high Mises stress region mainly locates at the interface between fuel meat and cladding, especially around the side edge of the interface. With irradiation time increasing, the stress in the fuel plate gets larger resulting from the growth of fuel meat swelling but then decreases under the effect of creep deformation. For the cladding, plasticity deformation does not occur within the irradiation time.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제6권1호
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• pp.15-24
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• 1990

This paper describes the results of study on major factors influencing time-dependent deformation behaviour of swelling shales. The study was carried out by analyzing all the swell test results available for shales from southern Ontario. Major factors studied are (1) the presence of ambient water, (2) calcite content and (3) the applied stress. The results of the study on seven shales show that the swelling of shale is associated with the formation of cracks and the absorption of water in these cracks. The magnitude of swelling potential is related linearly to the amount of absorbed water. The presence of calcite inhibits the swelling of shales studied, reducing the swelling to zero at about 30% of calcite content. All the shales studied exhibit the stress-dependent swelling behaviour, though there Is a difference in the degree of dependency.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1990년도 PROCEEDINGS OF THE FIRST KOREA-JAPAN JOINT GEOTECHNICAL SEMINAR ON EXCAVATION and TUNNELING IN URBAN AREAS
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• pp.35-50
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• 1990

This paper describes the importance of incorporating the titre-dependent deformation behaviour in the design and construction of tunnels in swelling rocks. Two tunnel projects, in which authors got involved in Canada, are chosen to demonstrate the importance. In diversion tunnels for Oldman River Dan Projects time-dependent deformation characteristics of the mudrocks obtained from teat tunnel program were neglected in the design and construction of the tunnels and several sectional of concrete lining in tunnels were cracked extensively. In SABNGS No.3 Projects an extensive experimental program was carried out to study time-dependent deformation behaviour of highly swelling Queenston shale, with the air of establishing the constitutional relationship for the rock-structure time interaction analysis.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.150-161
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• 1996

연구로용 우라늄-실리사이드 분산 핵연료에서의 응력 및 변형율 분포를 계산할 수 있는 변형모델을 개발하였다. 이 변형모델은 탄소성이론 및 지수법칙 크리프이론을 기초로 한 것이며, 또한 등방 핵연료팽윤 및 열팽창을 가정하였다. 개발된 모델을 HANARO 및 카나다의 NRU 핵연료에 적용하여 본 결과 핵연료의 변형을 성공적으로 계산하는 것으로 판단되었다. 계산결과에 따르면, 연구로용 우라늄-실리사이드 분산핵연료가 연소할 때 핵연료심에서 가장 중요한 변형기구는 팽윤이며, 피복관에서 가장 중요한 변형기구는 크리프이다. 또한, 피복관에서 원주방향 최대응력은 항상 5 MPa 이하로서 항복응력보다 훨씬 낮게 유지되었다. 여기서 고려한 두 핵연료설계에 대해서 전 연소도 범위에서 핵연료봉의 부피변화는 10% 이하로 예측되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제5권2호
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• pp.57-77
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• 1989

본고는 팽장성 암석들의 시간의존적변형의 측정을 위한 실험장치와 실험고과에 관해서 설명한다. 새로운 실험장치들은 개선된 일축벽축하의 팽난시험, 일축 인장하의 인창시험과 이축 응력하의 팽 복시험을 위해서 제작하였다. 본 실험장치들은 암반파착시 지반에 작용하는 단순화된 헌력상태하에 있는 암반의 시간의존적 변형을 제 수직방향에서 측정한다. 지난 몇년간에 걸쳐서 얻은 실험결과에 의하면 본 실험장치들은 세공적으로 작동하는 것으로 나타났다. 실험결과로 보면, 퀸스톤 체일(Queenston shale)의 자유변형조건하에서의 시간의존적 변형 거동은 층리면과 수직인 방향에서는 층리면과 평행인 방향에서보다 약간 더 많은 역접이 일어나는 이방성적 거동을 보인다. 한 방향에 응력을 받을 때에는 응력이 작용하는 방향은 물론 그와 수직되는 방향의 역장성변형이 억제된다.

• Coupled systems mechanics
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• 제5권4호
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• pp.315-327
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• 2016

Undergoing large volumetric changes upon incremental environmental stimulation, hydrogels are interesting materials which hold immense potentials for utilization in a wide array of applications in diverse industries. Owing to the large magnitudes of deformation it undergoes, swelling induced instability is a commonly observed sight in all types of gels. In this work, we investigate the instability of photo-thermal sensitive hydrogels, produced by impregnating light absorbing nano-particles into the polymer network of a temperature sensitive hydrogel, such as PNIPAM. Earlier works have shown that by using lights of different intensities, these hydrogels follow different swelling trends. We investigate the possibility of utilizing this fact for remote switching applications. The analysis is built on a thermodynamic framework of inhomogeneous large deformation of hydrogels and implemented via commercial finite element software, ABAQUS. Various examples of swelling induced instabilities, and its corresponding dependence on light intensity, will be investigated. We show that the instabilities that arise have their morphologies dependent on the light intensity.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권8호
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• pp.479-485
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• 2006

The residual stress changes on thermo-mechanical loading in the interface region of the Thermal Barrier Coating (TBC)/Thermally Grown Oxide (TGO)/Bond Coat (BC) were calculated on the TBC-coated superalloys using a Finite Element Method (FEM). It was found that the residual stress of the interface boundary was dependent upon mainly the oxide formation and the swelling rate of the oxide by creep relaxation. During an oxide swelling, the relaxation of residual stress which is due to creep deformation increased the TBC's life. In the case of the fine grain size of TGO scale, the TBC stresses piled up by oxide swelling could be relaxed by diffusional creep effect of TGO.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.413-421
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• 2004

본 논문에서는 깊은 지하 500m에 처분된 가압경수로(PWR) 고준위폐기물 처분용기에 지하수압과 벤토나이트 팽윤압이 가해지는 동안 처분용기에 발생하는 크립변형을 예측하기 위하여 처분용기에 대한 구조해석을 수행하였다. 보통 이러한 크립변형은 처분용기에 추가적인 외력이 작용하지 않더라도 처분용기에 작용하는 압력과 내부의 높은 열에 의하여 발생될 수 있다. 처분용 기내부의 열분포의 복잡성 덴 시간의존성으로 인하여 일단 외부 지하수압 및 팽윤압만 고려하여 크립해석을 수행하였다. 이를 위하여 적당한 크립함수를 사용하였으며, 해석은 1억$(10^8)$초 동안 수행하였다. 해석결과 1억초 동안 발생하는 크립 변형률은 매우 작으며 주희 처분용기의 위아래 덮개에 발생함을 알 수 있었다. 그러나 처분용기의 구조강도에 중요한 내부 주철삽입물에는 훨씬 더 작은 미소한 변형률만 발생하여 처분용기에 발생하는 크립변형은 처분용기의 구조적인 안전성에는 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 해석 초기에 처분용기 내에 급격히 응력이 증가하여 최고치에 도달한 후 잠깐동안 이 응력 값을 유지하다가 그 이 후에는 급격히 응력 값이 감소하는 응력이완현상을 보이고 있기 때문에 발생 응력 측면에서도 전혀 처분용기의 구조적인 안전성에 문제가 없음이 확인되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제24권3호
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• pp.27-34
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• 2017

Polydimethylsiloxane (PDMS) 신축기판과 Au 박막 사이의 중간층으로서 parylene F의 적용 가능성을 분석하고, Au 박막의 스퍼터링 중에 발생하는 PDMS 기판의 swelling이 Au 박막의 신축변형-저항 특성에 미치는 영향을 분석하였다. Parylene F 중간층 없이 PDMS 기판에 스퍼터링한 150 nm 두께의 Au 박막은 $11.7{\Omega}$의 초기저항을 나타내었으며, 12.5%의 인장변형률에서 저항의 overflow가 발생하였다. 반면에 150 nm 두께의 parylene F 중간층을 갖는 Au 박막의 초기저항은 $1.21{\Omega}$이었으며 30% 인장변형률에서 저항이 $246{\Omega}$으로 저항증가비가 현저히 낮아졌다. PDMS 기판의 swelling이 발생함에 따라 30% 인장변형률에서 Au 박막의 저항이 $14.4{\Omega}$으로 크게 저하되었다.