• 터널과지하공간
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• 제22권4호
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• pp.284-295
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• 2012

본 연구에서는 암석 절삭 장비의 마모에 직접적인 영향을 주는 인자인 암석의 마모도(abrasiveness) 측정에 관한 연구를 수행하였다. 몇 가지 방법 중 세르샤 마모 시험(Cerchar abrasiveness test)을 통하여 암석의 마모도에 영향을 미치는 인자를 확인하고 효율적인 시험을 수행하기 위한 조건들을 연구하였다. 국내 19종 암석에 대한 시험 결과를 통하여, 세르샤 마모 지수(CAI, Cerchar Abrasiveness Index)에 영향을 미치는 암석의 역학적 물성(단축압축강도, 간접인장강도, 탄성계수, 포아송비, 공극률, 쇼어경도)과의 상관관계를 찾아보았고 X선 회절 분석을 통하여 암석의 구성 광물 중 마모도에 가장 큰 영향을 미치는 석영 함량, 등가 석영 함량과의 관계도 확인하였다. 그 결과로 암석의 입자 결합 특성보다 광물의 특성이 CAI에 영향을 더 미치는 것으로 관찰되었고, 단축압축강도와 등가 석영함량의 함수로 CAI를 예측하는 모델을 제시하였으며 핀의 경도가 커질수록 CAI값이 선형적으로 작아짐을 확인하였다. 수치해석적 연구를 통해 세르샤 마모 시험을 모사한 결과 초기 긁힘 거리에서 대부분의 마모가 발생함을 확인하였고 하중이 증가할수록 CAI값이 증가함을 확인하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제47권1호
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• pp.46-52
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• 2009

연구목적: 최근 임플란트 상부보철물의 주재료로서 티타늄의 수요가 증가하고 있고, 급속도로 발전하고 있는 CAD/CAM (computer - aided design/computer-aided manufacturing) 기술이 접목되어 티타늄을 절삭하여 제작하는 방법이 주목을 받고 있으며 치과 임상에서 점점 그 영역이 넓어지고 있다. 다만, 하나의 티타늄괴를 절삭하여 만드는 방법의 특성상 기계적 유지력을 얻을 수 있는 비드 등을 형성할 수 없고, 통상적인 재료인 금 합금이나 도재용 합금 주조체에 비해 도재와의 결합력도 떨어지는 것이 보완해야 할 점으로 지적되고 있다. 이에 본 연구는 절삭형 티타늄을 이용한 보철물 제작에 많이 사용되고 있는 열중합 의치상 레진, 간접 복합 레진, 도재와 Grade II 순수 티타늄 사이의 결합 강도를 비교 평가해 보고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 지름 9 mm, 높이 10 mm의 Grade II 순수 티타늄 원통형 시편 37개를 3군으로 나누어 각각 직경 7 mm, 높이 1 mm의 열중합 의치상 레진 (Lucitone 199, DENTSPLY Trubyte, York, USA), 간접 복합 레진 (Sinfony, 3M ESPE, Seefeld, Germany), 도재 (Triceram, Dentaurum, Ispringen, Germany)와 결합시켰다. 시편은 $5-55^{\circ}C$에서 1000회 열순환 처리 후, 범용 시험기 (Instron, Universal Testing Machine, Model 4465, USA)를 이용하여 1 mm/min의 속도로 하중을 가하여 전단결합강도를 측정하였다. 파절된 단면의 양상을 관찰하고 각 군별 파절양상을 조사하였다. 측정값은 one-way ANOVA와 Scheffe's multiple range test (${\alpha}=0.05$)로 분석하였다. 결과: 열중합 의치상 레진인 Lucitone 199 ($17.82{\pm}5.13\;MPa$)의 결합 강도가 가장 높았으며, 도재인 Triceram ($12.97{\pm}2.11\;MPa$), 복합레진인 Sinfony ($6.00{\pm}1.31\;MPa$) 순으로 감소하였다. Lucitone 199와 Sinfony 군의 파절 양상은 대부분이 부착성 파절인 데에 반해 Triceram 군에서는 복합성 파절이 많았다. 결론: CAD/CAM을 이용한 절삭형 티타늄 구조물 상방에 전장용 심미 재료로는 열중합형 의치상 레진이 가장 강한 결합 강도를 보인다. 기존의 주조체의 유지구 등에서 얻는 강도에 비해 약하고, 부착성 파절이 많은 점 등은 향후 이들 재료와 티타늄간의 결합력을 높이기 위한 보다 많은 연구가 이루어져야 할 것을 시사한다.

• 구강회복응용과학지
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• 제27권1호
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• pp.51-61
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• 2011

최근 심미 보철을 위해 높은 강도와 정밀도를 가지면서 동시에 자연치와 유사한 상아질 색을 구현할 수 있는 세라믹 계열의 지르코니아 임플란트 지대주가 보철 재료로서 각광을 받고 있다. 이에 본 연구에서는 삼차원적 유한요소응력분석을 이용하여 기존의 티타늄 소재의 임플란트 지대주와 지르코니아 소재의 임플란트 지대주의 응력분포비교를 통해 지르코니아 임플란트 지대주의 기계적 안정성을 간접적으로 확인하고자 하였다. 악골에 식립된 internal conical joint type과 external butt joint type의 임플란트 매식체에 티타늄 임플란트 지대주 또는 지르코니아 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 유한요소모형을 설계하였다. 교합면 중심으로부터 3mm 편측에 수직 방향으로 250N의 하중을 인가하여 교합력에 의해 임플란트 지대주에서 발생하는 등가응력분포를 분석하였다. 유한요소분석결과 지르코니아 임플란트 지대주와 티타늄 임플란트 지대주의 응력 분포는 유사하게 관찰되었으나 최대등가응력은 임플란트 연결 방식에 상관없이 티타늄 임플란트 지대주에 비해 지르코니아 임플란트 지대주가 약 15% 정도 높게 나타났다. 그럼에도 불구하고 티타늄에 비해 지르코니아의 더 높은 기계적 강도를 고려해 볼 때 임상에서도 기존의 티타늄 임플란트 지대주와 마찬가지로 지르코니아 임플란트 지대주도 임상적인 기계적 안정성을 가질 것으로 생각된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.396-408
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• 2016

암석파괴역학은 토목공학과 암반공학의 다양한 분야에서 널리 적용되는 학문이다. 그러나 대부분의 암반 공학 문제에서 mode II 거동이 우세함에도 불구하고 관련 연구는 mode I 거동에 대한 것이 대부분이다. 현재 mode I의 경우 4개, mode II 파괴인성의 경우 단 한 개의 ISRM 표준시험법이 있다. 본 연구에서 제안하는 새로운 시험법은 문헌조사를 통해서 필요조건으로 구속압 가능 여부, 노치성형의 용이성, 기존 시험장비의 활용, 단순한 시험절차를 정하고 이에 부합하도록 개발하였으며 SCC(Short Core in Compression)로 이름을 정하였다. Mode II 파괴인성 계산에 필요한 응력확대계수 계산식을 3차원 수치해석을 통해 선하중과 분포하중 조건에 대해서 구하였고 노치성형을 위한 지그도 제작하였다. 개발된 시험법을 MTS 시스템을 사용하여 화강암에 적용하였으며 가압속도는 0.002 mm/s로 하였다. 시험 결과 $2.33MPa{\sqrt{m}}$의 mode II 파괴인성을 얻었다. 동일한 화강암 블록에서 확보한 시험편에 대하여 간접인장시험으로 구한 mode I 파괴인성은 $1.12MPa{\sqrt{m}}$였다. 따라서 $K_{IIC}/K_{IC}=2.08$로 mode II 파괴인성이 mode I보다 크게 나타났다. 또한 비교적 매끄러운 파괴면과 암분의 생성을 통하여 SCC 시험법이 mode II 거동을 잘 표현함을 확인하였다. 따라서 제안된 SCC 시험법은 암석의 mode II 파괴인성을 결정하는 데 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.4048-4057
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• 2013

부모멘트를 받는 합성보 슬래브에서 인장균열 발생과 균열의 진행에 따른 슬래브의 강성저하가 전단연결부의 합성거동에 미치는 영향을 실험적으로 분석하기는 매우 어렵다. 본 논문에서는 부모멘트를 받는 합성보에서 콘크리트 슬래브 및 강재 보, 스터드를 포함한 전단연결부 등의 형상과 물성을 최대한 실제와 유사하게 모델링하는 기법을 이용함으로써, 부재 간 합성작용을 해석할 수 있는 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 개발된 3차원 유한요소모델을 이용하여 부모멘트 구간에 설치되는 합성보의 전체 휨거동 및 기존의 1차원 또는 2차원 모델로는 해석이 어려운 전단합성작용을 분석할 수 있었다. 해석결과에 따르면 부모멘트를 받는 합성보에서의 전단연결부 거동은 철근콘크리트 슬래브의 철근비 및 인장 균열거동에 지배를 받게 됨을 알 수 있었다. 전단연결부의 하중-슬립 관계를 검토해 본 결과, 전단연결부의 슬립강성은 슬래브의 초기균열 및 철근의 항복이 발생한 시점을 기준으로 변화됨을 알 수 있었다. 또한, 구간별로 합성율이 100% 미만으로 설계되는 부분합성 설계가 합성설계의 효율성 측면에서 더 유리할 수 있다는 기존의 실험적 연구결과를 간접적으로 확인할 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.747-758
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• 2006

경제성장과 함께 교량의 설계 및 형식 선정에서 안전성 및 경제성과 함께 미적 관점이 중요시되어 장대화 및 장경간화되고 있다. 또한, 경제성장은 교통량의 증대를 가져오게 되어 하나의 교량이 도로교 및 철도교로의 역할을 동시에 수행하는 복합이용교량이 되는 경우가 발생되고 있으며, 이러한 사회간접시설(SOC) 건설 사업에 민간자본의 유입이 발생되는 복합이용교량의 경우, 시공비는 민간자본 유치 비중에 따라 쉽게 해결할 수 있으나, 유지관리비의 경우 관리주체가 도로교와 철도교로 분리 운영되는 경우 도로교와 철도교가 각기 일정비율의 비용을 분담하여야 할 필요가 생기게 된다. 그러나 철도와 도로의 하중이나 안전율 등의 기준이 서로 상이한 상태에서 사용응력이나 사용 수익금 등에만 의존하여 그 비율을 정하는 데는 다소 문제가 발생될 소지가 있다. 본 연구에서는 해외의 사례와 함께 국내의 복합이용교량을 대상으로 유지관리비의 분담비율을 결정하면서 발생될 수 있는 여러 요인들에 대하여 검토하고 분담비율을 결정하는 하나의 방법으로서 구조해석에 의한 발생응력에 기초한 방법을 제시하고, 추후 유사한 문제 발생시를 대비하여 한 예시가 되고자 한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제50권2호
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• pp.99-105
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• 2012

연구 목적: 지금까지 성공적인 임플란트 치료를 위해 많은 연구가 진행되어 왔으며, 임플란트 주변 골 흡수 현상에 대한 연구는 매우 관심이 높은 분야 중 하나이다. 이에 본 연구에서는 삼차원 유한요소응력분석을 이용하여 변연골 흡수가 내측연결 임플란트 매식체의 기계적 안정성에 미치는 영향을 간접적으로 확인하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 악골에 식립된 내측연결 형태의 임플란트 매식체에 티타늄 소재의 임플란트 지대주를 지대주 나사로 연결하고 상부에 금합금관을 장착하는 삼차원 유한요소모형을 설계하였다. 0, 1, 2, 3 mm의 변연골 흡수 상태를 적용하고, 교합면 중심에서부터 3 mm 편측에 300 N의 수직 하중을 가하여 임플란트 매식체에 발생하는 최대 주 응력을 계산하였다. 결과: 유한요소분석결과 변연골 흡수에 따른 임플란트 매식체의 최대 주응력 분포는 유사한 양상을 보였으며, 임플란트 매식체 상단에서 가장 높은 응력 집중이 나타났다. 최대 주응력은 처음 1 mm 변연골 흡수를 가정하였을 때 가장 크게 증가하였고, 이후 변연골 흡수가 증가할수록 응력은 증가하였지만 응력 증가의 폭은 감소하는 경향을 보였다. 결론: 이러한 결과로부터 내측연결 임플란트에서 매식체 두께가 얇은 경부의 노출은 변연골 흡수로 인한 응력 증가에 가장 큰 원인임을 알 수 있었으며, 매식체의 변형, 균열 및 파절 등의 기계적 실패를 감소시키기 위해서는 이에 대한 외과적, 보철적 고려가 필요할 것으로 생각된다.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2013년 추계학술대회
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• pp.483-497
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• 2013

현대사회가 발전 할수록 대량산업화와 도시화가 심화되어 건축물의 초고층화 및 대형화가 증가하고 있으며, 안전적인 건축물 보다는 건물 및 제조사업장의 시각적인 디자인에 치우쳐 화재하중이 높은 건축자재의 내 외장재 및 고급스러운 장식물을 사용함으로써 그 위험뿐 만 아니라 화재발생시 대규모 인명 및 재산상의 피해를 가져오게 된다. 그리고 제조사업장화재는 화재로 인한 직접적인 손실 즉 물적 손실은 물론 생산중단으로 인한 간접적인 손실은 실로 측정하기가 어렵다. 지금까지 발생한 제조사업장화재의 발화요인별 분석은 부주의, 전기적, 미상 순으로 인한 화재가 가장 많고 발화열원은 작동기기, 담뱃불(라이터), 마찰 전도 복사등이 주요 원인이 되고 있고 대형화제 취약시설로는 공장 및 창고로 나타나고 있다. 소방방재청의 통계자료를 살펴보면 2012년 화재 발생현황 중 발화요인에 대한 화재별 장소 건수를 검토 한 결과 비주거의 화재발생 16,009건 중 5,758건으로 (36%)부주의이고, 주거에도 화재발생 10,715건 중 5,560건으로 51.9%의 부주의로 가장 높은 것으로 나타났다. 그러므로 제조사업장의 사소한 부주의로 발생하는 화재를 예방하기 위해서는 소방안전관리자의 처우개선과 기업활동규제완화의 겸직 허용을 재검토 하여야 하며, 소방안전관라자의 실무능력 강화를 위한 소방안전관리 실무교육과정을 이론적 교육 보다는 현장 실습위주로 할 필요가 있다. 이를 위해서는 소방안전관리자에 대한 법정 실무교육 횟수를 확대하여 현행 2년에 1회 에서 1년에 1회로 하고, 실무교육에 있어서도 우수송방안전관리 업체를 선정하여 화재예방에 대한 구체적인 업무를 활성화 하고, 문제 발생요소들을 분석하여 실습을 통한 소방안전관리자의 실무교육을 실시해야 할 것이다. 이러한 전문 소방안전관리자로 소방대상물의 소방교육 및 훈련을 성실히 수행 해야 할 것 이다. 한순간의 부주의로 인하여 화재가 발생하면 돌이킬 수 없는 수백명의 생명을 앗아가고, 수백억원대의 재산피해를 줄이기 위해서는 소방안전관리자의 역량을 넓히고 화재예방 업무를 최우선적으로 수행해야 할 것이다. 화재예방을 위해 소방안전관리자의 업무개선 및 전문교육을 활성화 하여 업무능력을 향상 시켜 화재발생시 초기진압에 신속하고 정확하게 대처해야 한다는 것이 전문적인 화재예방 대책 일 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.1-10
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• 2008

내진설계기준이 반영되지 않은 기존 구조물의 경우 내진보강에 의하여 구조물의 내진성능을 향상시킬 수 있다. 내진보강의 수준을 합리적으로 결정하기 위해서는 구조물의 사용기간 동안에 예상되는 지진피해 관련 손실이 최소화되도록 하여야 하는데, 이를 위해서는 구조물이 위치한 지역에 대한 지진의 강도별 발생빈도, 지진에 의한 구조물의 기능상실 및 직접/간접 피해를 복합적으로 고려하여 구조물의 예상 손실비용을 산정하여야 하며 이는 구조물 손상에 대한 지진위험도 해석을 통해서 그 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 확률적 지진요구모델을 이용한 위험도 평가를 통하여 구조물의 지진에 대한 피해 손실을 정량적으로 산정하고 이를 바탕으로 초기비용과 예상손실비용을 포함한 총 손실비용을 최소화시킬 수 있도록 내진보강 수준을 최적화하는 절차를 제시하였다. 구조물과 관련된 지진피해 산정에 있어서 지진하중의 강도별 발생확률 및 구조물의 손상확률을 동시에 고려하여 구조물 생애주기에 대한 구조물의 지진손상 확률밀도함수 및 누적분포함수를 수식화하였으며 수식의 유효성을 유지하기 위한 확률변수의 유효범위를 정의하였다. 또한 여기에 사회적, 경제적 손실을 정량화하기 위한 손실함수를 결부시켜 구조물과 관련된 지진 피해 손실의 기댓값을 정량적으로 산정할 수 있도록 하였다. 제시된 해석기법은 기존의 시뮬레이션에 의한 손실산정법과 비교하여 해석의 정확도는 잃지 않으면서 구조해석의 반복횟수를 대폭 줄일 수 있다는 장점이 있으며 빌딩과 교량을 비롯한 구조물의 내진성능 평가 및 개선을 위한 의사결정 시에 효율적으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.47-56
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• 2010

국가 차원 사회 간접자본 투자증가로 도로 개설 및 확장 등으로 인해 도로 절개비탈면의 증가가 필연적 현상으로 나타나고 있다. 도로 절개 비탈면이 증가됨에 따라 매년 많은 인명피해와 재산 피해가 발생되고 있으며 국내에서는 이러한 낙석 및 산사태로 인한 피해를 저감하고자 하는 취지에서 많은 연구가 수행되고 있다. 일반적으로 국내 도로사면의 대부분은 국토해양부에서 발간한 "도로안전시설 설치 및 관리지침"에 근거한 표준낙석방지시설을 사용하고 있으나 이러한 낙석방지시설이 실제 낙석 발생 시 큰 파손 없이 낙석을 방어할 수 있는 지에 대해서 많은 의문점들이 제기되고 있다. 또한 기술수준이 미약하여 전체적으로 해외 기술력에 의존하고 있으며, 낙석방지망의 경우 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 충분한 지지능력을 발휘하지 못하고 망이 터지는 문제점 등이 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석 에너지를 지지할 수 있는 낙석방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 낙석방지망으로써의 적용가능한 Expanded Metal(3.2T)을 대상으로 낙석방지망 인발시험을 실시하여 망 크기에 따른 하중-변위 특성 및 파괴형태를 분석하여 Expanded Metal 낙석방지망의 경제적이고 합리적인 규격을 판단하는데 기초자료로 제공하고자 하였다.