• Geomechanics and Engineering
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• 제11권2호
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• pp.253-267
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• 2016

The stability of surrounding rock will be poor when the tunnel is excavated through nearly horizontal stratum. In this paper, the instability mechanism of local nearly horizontal stratum in super-large section and deep buried tunnel is revealed by the analysis of the macro failure and micro fracture. A structural model is proposed to explain the mechanics of surrounding rock collapse under the action of stress redistribution and shed light on the macroscopic analytical approach of the stability of surrounding rock. Then, some highly effective formulas applied in the tunnel engineering are developed according to the theory of mixed-mode micro fracture. And well-documented field case is made to demonstrate the effectiveness and accuracy of the proposed analytical methods of mixed-mode fracture. Meanwhile, in order to make the more accurate judgment about yield failure of rock mass, a series of comprehensive failure criteria are formed. In addition, the relationship between the nonlinear failure criterion and $K_I$ and $K_{II}$ of micro fracture is established to make the surrounding rock failure criterion more comprehensive and accurate. Further, the influence of the parameters related to the tension-shear mixed-mode fracture and compression-shear mixed-mode fracture on the propagation of rock crack is analyzed. Results show that ${\sigma}_3$ changes linearly with the change of ${\sigma}_1$. And the change rate is related to ${\beta}$, angle between the cracks and ${\sigma}_1$. The proposed simple analytical approach is economical and efficient, and suitable for the analysis of local nearly horizontal stratum in super-large section and deep buried tunnel.

• 전산구조공학
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• 제9권2호
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• pp.133-142
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• 1996

본 논문에서는 혼합모우드형의 공학적 파괴역학을 위한 두가지 방법의 p-version유한요소모델을 사용한 응력확대계수 산정을 목적으로 연구되었다. 두 가지 방법은 COD와 CSD방법에 의한 변위외삽법과 분해법에 기초한 J-적분법이다. 즉, p-version 유한요소해석을 통해 얻어지는 변위장을 균열선에 대해 대칭 및 역대칭 변위로 분리함으로써, 앞에서 언급된 두가지 방법에 의해 모우드-I과 모우드-II 응력확대계수를 결정할 수 있다. 제안된 방법들의 검증을 위한 예제는 인장력을 받는 중앙균열판과 중앙 경사균열판 문제이다. 균열판의 경사각의 변화와 균열길이와 평판 폭의 비에 따른 수치해석결과는 기존 문헌에 있는 이론값과 경험식에 의한 결과와 비교되어 높은 정도를 보여주고 있다 .

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권2호
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• pp.113-131
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• 2022

A rockburst is a common disaster in deep-tunnel excavation engineering, especially for high-geostress areas. An anomalously low friction effect is one of the most important inducements of rockbursts. To elucidate the correlation between an anomalously low friction effect and a rockburst, we establish a two-dimensional prediction model that considers the discontinuous structure of a rock mass. The degree of freedom of the rotation angle is introduced, thus the motion equations of the blocks under the influence of a transient disturbing force are acquired according to the interactions of the blocks. Based on the two-dimensional discontinuous block model of deep rock mass, a rockburst prediction model is established, and the initiation process of ultra-low friction rockburst is analyzed. In addition, the intensity of a rockburst, including the location, depth, area, and velocity of ejection fragments, can be determined quantitatively using the proposed prediction model. Then, through a specific example, the effects of geomechanical parameters such as the different principal stress ratios, the material properties, a dip of principal stress on the occurrence form and range of rockburst are analyzed. The results indicate that under dynamic disturbance, stress variation on the structural surface in a deep rock mass may directly give rise to a rockburst. The formation of rockburst is characterized by three stages: the appearance of cracks that result from the tension or compression failure of the deformation block, the transformation of strain energy of rock blocks to kinetic energy, and the ejection of some of the free blocks from the surrounding rock mass. Finally, the two-dimensional rockburst prediction model is applied to the construction drainage tunnel project of Jinping II hydropower station. Through the comparison with the field measured rockburst data and UDEC simulation results, it shows that the model in this paper is in good agreement with the actual working conditions, which verifies the accuracy of the model in this paper.

• 지질공학
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• 제20권3호
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• pp.243-255
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• 2010

노천광산에서 사면설계는 안정성과 경제성 측면에서 동시에 접근하여 결정해야 한다. 따라서 일반 사면과 달리 대부분 보강 없이 굴착해야 하기 때문에 사면의 경사가 가장 중요한 설계 변수이다. 본 연구에서는 인도네시아 파시르(Pasir)에 위치한 노천채광방식의 대규모 석탄광산 사면에 대하여 GPS에 의한 변위계측 및 해석을 수행하였다. 파괴시기를 예측하기 위해 계측자료에 대한 역변위속도 분석결과가 현장사면의 사례와 잘 일치하였으며, 이와 같이 불안정한 사면의 파괴시기를 대략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 퍼지이론과 계층분석절차 기법을 접목하여 대규모 석탄 노천광산의 상대적 사면붕괴 위험도를 평가할 수 있는 GIS 분석모델을 제시하였다. 분석모델은 7개의 영향인자들(사면의 각도, 사면 높이, 지표수 영향, 굴착계획, 인장균열, 단층, 배후 저수지)을 동시에 고려하여 채굴적 연약사면의 상대적 붕괴 위험도를 평가할 수 있었다. 따라서 변위계측에 의한 사면파괴시점 예측과 사면붕괴 위험도 평가기법을 동시에 수행한다면 예측시기 및 파괴지점에 대한 정밀도를 향상시킬 수 있을 것이다.

• 한국수산과학회지
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• 제34권3호
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• pp.238-244
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• 2001

중층트롤 어구의 유체저항을 구하거나 전개판의 간격을 구하는 것은 어구설계나 어로작업에 유용하다. 본 논문에서는 끌줄에 관해 신장을 포함하여 간이해석적 (semi-analytic)으로 푼 3차원해석을 이용하여 중층트롤 어구의 끌줄에 적용시키고, 줄의 형상에 대해 기존의 직선이라는 가정은 실제로 이루는 곡선과는 차이가 있기에, 여기서는 줄의 형상을 곡선 형태로 도입하였는데, 날개그물 끝에서 후릿줄, 뜸$\cdot$발줄 및 (자루그물의) 힘줄에 미치는 세 힘의 합력을 역학적으로 고려하여 어구의 유체저항을 구한 방법을 나타낸 것으로서. 이때 전개판 (OB) 뒤쪽의 후릿줄 (hand rope), bridle 및 뜸 (발)줄의 형상을 곡선인 $y_{r}=Ax_{r}^{B}$의 형태 (B=2이면 포물선 (parabola)임)로 가정하였다. 기존의 중층트롤의 실험자료에서 끌줄의 길이가 100m인 경우에 예망속도의 변화에 따른 여러가지 측정값을 이용하여 트롤어구의 유체저항을 구하는 새로운 방법을 제시하였는데, 10매로 구성된 망지의 유체저항 ($R_{n}(kg)$)과 유속 (V)과의 관계는$1.34 범위에서 $R_{n}=1204.6\;V_{(m/s)}^{1.99}$ 관계가 있었다. 여기에서 제안한 방법을 이용하면 트롤어구의 그물만의 유체저항을 직접적으로 구할 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.215-226
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• 2018

본 논문에서는 수중폭발(UE: underwater explosion)에 의한 해중터널(SFT: submerged floating tunnel)의 동적거동을 양해법(explicit)를 이용하는 LS-DYNA에 의한 유한요소해석을 통하여 분석하였다. SFT의 유한요소모델은 원형단면의 강재 라이너에 콘크리트가 채워진 복합재 원형단면으로 고려되었다. 해중터널 시스템의 중앙부 100m 구간은 탄소성재료를 고려한 솔리드(solid)요소로 상세하게 모델링하였으며, 양측 방향으로 각각 1km 구간에 대해서는 탄성재료를 고려하여 빔(beam) 요소로 이상화하여 모델링하였다. 사선계류시스템은 케이블(cable)요소를 적용하였으며, 수중폭발에 의한 동적거동시 수리동적질량의 영향을 고려하기 위하여 원형단면에 대한 추가질량을 고려하였다. 또한 부력과 같은 상시하중을 초기조건으로 고려하기 위하여 동적완화해석(dynamic relaxation analysis)를 수행하였다. UE는 부력비(B/W)와 폭발지점으로부터 거리의 변화에 대해서 고려하였으며, 폭발의 규모는 천안함 합동조사보고서(2010)를 참조하여 TNT 360kg로 결정하였다. 수중폭발 해석결과, 폭발지점으로부터 SFT까지 거리는 관입량, 충격압력의 크기와 반비례 관계에 있고, 부력비(B/W)가 커질수록 계류장력도 커짐을 확인하였다. 그러나 사선계류라인의 계류각 변화는 SFT의 수평거동, 관입량, 계류력, 충격압력과의 연관성을 찾을 수가 없었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제16권2호
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• pp.81-89
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• 2004

목적 : 방사선 치료에서 환자와 근무자에 의한 setup error등은 치료성적이 결정될 수 있는 중요한 요인이라고 볼 수 있다. 이에 환자와 근무자에 의한 SET-UP ERROR가 환자치료에 미치는 영향에 대하여 비교 분석하고자 한다. 대상 및 방법 : 실험은 human phantom을 이용하여 C-T scan시 Left방향의 Lateral Level을 0mm, 3mm, 5mm, 7mm, 10mm, 15mm, 20mm로 변화시켜 SET-UP ERROR를 유발하였고, 각각에 대하여 C-T scan을 시행하였고, SET-UP ERROR가 유발된 각각의 C-T image를 얻어 RTP장비를 이용하여 임상에서 많이 사용되는 plan을 사용하여 7개의 C-T image에 각각의 plan-대향이문조사plan, Box-4문조사plan, 3Dimension plan-3개를 시행하여 총 21개의 plan을 실시하였다. (CTV+1cm margin, CTV+0.5cm margin, CTV+0.3cm margin = PTV) 이렇게 얻어진 plan을 이용하여 SET-UP ERROR가 유발이 안된 0mm image의 plan 3개와 SET-UP ERROR가 있는 6개 image의 총 18개의 plan을 대향이문조사plan, Box4문조사plan, 3Dimension plan으로 나누어 선량분포와 DVH를 이용하여 비교 분석하였다. 결과 : SET-UP ERROR를 유발시킨 3mm, 5mm, 7mm C-T image에서는 대향이문조사plan을 제외하고는 모든 plan에서 충분히 치료에 영향을 미칠만한 변화가 나타났으며, Box4문조사plan에서는 SET-UP ERROR에 의한 CTV가 Field 밖으로 빠짐으로 선량분포와 DVH가 나빠지는 현상이 나타났다. 결론 : 환자의 움직임, CTV 3차원형태, CTV margin등이 치료에 영향을 미친다. 이러한 영향을 줄이기 위해서는 환자의 긴장감과 움직임을 줄일 수 있는 환자교육과 정확한 환자setup능력이 치료의 승패를 좌우한다고 생각된다. 또한 재현성과 움직임을 줄일 수 있는 accessory 개발과 보급이 중요하다.