• The Journal of Engineering Geology
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• v.33 no.4
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• pp.573-586
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• 2023

Joints or weak planes can induce anisotropy in the strength and deformability of fractured rock masses. Comprehending this anisotropic behavior is crucial to engineering geology. This study used plaster as a friction material to mold specimens with a single joint. The strength and deformability of the specimens were measured in true triaxial compression tests. The measured results were compared with three-dimensional numerical analysis based on the distinct element method, conducted under identical conditions, to assess the reliability of the modeled values. The numerical results highlight that the principal stress conditions in the field, in conjunction with joint orientations, are crucial factors to the study of the strength and deformability of fractured rock masses. The strength of a transversely isotropic rock mass derived numerically considering changes in the dip angle of the joint notably increases as the intermediate principal stress increases. This increment varies depending on the dip of the joint. Moreover, the interplay between the dip direction of the joint and the two horizontal principal stress directions dictates the strength of the transversely isotropic rock mass. For a rock mass with two joint sets, the set with the steeper dip angle governs the overall strength. If a rock bridge effect occurs owing to the limited continuity of one of the joint sets, the orientation of the set with longer continuity dominates the strength of the entire rock mass. Although conventional three-dimensional failure criteria for fractured rock masses have limited applicability in the field, supplementing them with numerical analysis proves highly beneficial.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.1
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• pp.143-150
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• 1994

When the transverse bed slope ($S_t$) in channel bend is more than 0.1, it may produce undesirable results on the bed topography of the cross section. The linear relationship for $S_t$ results in zero or negative flow depths at the shallow $S_t$de of the cross section (i.e., inner bank). The exponential relationship for $S_t$ results in excessive flow depths at the deep side of the cross section (i.e., outer bank). This problem can be solved by combining the best features of both relationships described above. From the study, the linear relationship can be applied for the deep $S_t$de of the cross section. But the exponential relationship is suitable for the shallow side. Therefore, the new relationship of $S_t$ is clarified mathematically. A new mathematical model for bed topography is developed herein which takes accounts of the phase lag and the influence of the width to depth ratio. This model is used to analyze two sets of data: one from laboratory channel and the other from natural channel. A good agreement is found between the observed and the calculated bed topography based on the analysis of two sets of data.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.31 no.5
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• pp.536-542
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• 2011

Dissimilar metal welds in nuclear power plant are known as very susceptible to PWSCC flaws, and periodically inspected by the qualified inspector and qualified procedure during in-service inspection period. According to field survey data, the majority of their DMWs are located on tapered nozzle or adjacent to a tapered component. These types of configurations restrict examination access and also limit examination volume coverage. Additionally, circumferential scan for axially oriented flaw is very difficult to detect located on tapered surface because the transducer can't receive flaw response from reflector for miss-orientation. To overcome this miss-orientation, it is necessary adapt skewed ultrasonic transducer accomodate tapered surface. The skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer designed by modeling and manufactured from the modelling result for axial flaw detection. Experimental results showed that the skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer get higher flaw response than non-skewed refracted longitudinal ultrasonic transducer.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.159-166
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• 2003

In this study, we develop a finite element model to directly solve the Laplace equation while keeping the same computational efficiency as the models based on the extended mild-slope equation which has been widely used for calculation of wave transformation in shallow water. For this, the computational domain is discretized into finite elements with a single layer in the vertical direction. The velocity potential in the element is then expressed in terms of the potentials at the nodes located at water surface, and the Galerkin method is used to construct the numerical model. A common shape function is adopted in horizontal direction, and the cosine hyperbolic function in vertical direction, which describes the vertical behavior of progressive waves. The model was developed for vertical two-dimensional problems. In order to verify the developed model, it is applied to vertical two-dimensional problems of wave reflection and transmission. It is shown that the present finite element model is comparable to the models based on extended mild-slope equations in both computational efficiency and accuracy.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.991-995
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• 2005

본 연구에서는 1차원 이송-분산 과정을 연구하고 전단류 흐름 및 분산거동에 있어 Taylor 이론의 핵심이라 할 수 있는 '종방향 이송과 횡방향 확산의 균형'을 기본 개념으로 하여, 이송과 확산을 분리하여 이 두 과정이 순차적으로 발생한다는 가정에 의거한 순차혼합모형을 제시하였다. 본 모형에서는 가상의 하천을 여러 개의 행과 종방향 거리를 길이가 일정한 구획으로 나누어 연속적인 분산과정을 이산적인 형태로 나타낼 수 있게 하고, 횡방향 유속분포에 따라 각 행에 각기 다른 유속을 할당한다. 오염물질은 하폭방향 선오염원으로 원점에 순간주입되며, 주어진 혼합시간 $t_m$ 동안 각 행의 오염물질들이 각자에 할당된 유속을 따라 진행하고 진행이 끝난 후 횡방향 확산이 순간적으로 이루어진다. 횡방향 확산은 횡방향으로 완전하게 일어남을 가정하여, 횡방향 확산이 끝나면 각 열에서의 농도 평균값이 할당된다. 이러한 혼합시간 $t_m$ 동안의 순차적인 이송-확산 과정이 반복되면서 오염물질의 분산이 일어나며, 농도 분포 그래프를 그릴 수 있게 된다. 순차혼합모형을 가상의 직선하천에 적용하여 종분산계수를 유도하였는데, 본 연구에서 유도된 종분산계순식은 Fischer.가 제안한 식과 유사한 형태로 나타남을 알 수 있었다. 본 모형에서 계산된 농도분포 곡선을 해석해와 비교한 결과,두 곡선이 적절히 일치함을 확인할 수 있었으며 해석해와의 비교를 통해 종분산계수 K가 혼합시간 $t_m$과 선형관계임을 확인할 수 있었다. 수심대하폭비에 따라 각기 다른 유속분포에 적용하여 종분산계수 K가 유속편차강도의 제곱에 비례관계에 있음이 밝힐 수 있었다. 수압은 $4.69kg/cm^2$으로 나타났다. 밸브 개폐도가 $100\%$일 때가 밸브를 $60\%$와 $80\%$ 개폐시켰을 때보다 $0.3kg/cm^2,\;0.29kg/cm^2$ 낮게 나타나 밸브를 전체 개방 했을 때 관로내의 수압이 상수설계기준에 적합한 수압을 유지함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.8R(mm)(r^2=0.84)$로 지수적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 유거수량은 토성별로 양토를 1.0으로 기준할 때 사양토가 0.86으로 가장 작았고, 식양토 1.09, 식토 1.15로 평가되어 침투수에 비해 토성별 차이가 크게 나타났다. 이는 토성이 세립질일 수록 유거수의 저항이 작기 때문으로 생각된다. 경사에 따라서는 경사도가 증가할수록 증가하였으며 $10\% 경사일 때를 기준으로 $Ro(mm)=Ro_{10}{\times}0.797{\times}e^{-0.021s(\%)}$로

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2010.03a
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• pp.1309-1314
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• 2010

우리나라는 전 국토의 70%가 산지로 구성되어 있어 도로준설 시 절토사면이 필연적으로 발생한다. 그러므로 사면의 안정성확보를 통해 인명피해와 경제적 손실을 막기 위해 보호 및 보강공을 실시하게 된다. 표면보호공법은 절토사면이 조사시점을 기준으로 안전율을 확보하고 있으나, 향후 우수나 풍화진행 등으로 안전율의 감소 방지와 예상치 못한 낙석 등에 대처하기 위한 공법이다. 그러나 식생공, 숏크리트 등의 표면보호공법 시공시 경사방향에 따른 일조량의 차이로 인해 구조물들의 변형 및 유지관리상의 문제점을 야기하고 있다. 식생공의 경우 사면방향이 북향일 경우 일조량의 부족으로 식생들이 정착을 하지 못하게 되고, 이때 사면은 표면보호기능이 상실되어 우수나 풍화진행 등으로 안전율이 감소하게 된다. 숏크리트의 경우는 남향의 사면에서 주간에 일조량이 과할 경우 열에 의해 팽창되고 주?야간 팽창 수축을 반복하여 대류열차에 의한 균열이 발생하게 된다. 이때 숏크리트가 파손되어 도로로 유입시 교통안전에 위협을 가하기도 한다. 이에 본 연구에서는 사면방향에 따른 표면보호공법 선정시 문제점을 논의해 보고 그 방안을 모색하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.182-182
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• 2016

표면영상유속계는 영상분석을 이용하여 홍수시 하천 수표면 유속을 측정하는 비접촉식 유속측정장치이다. 때문에 안전하고 편하게 홍수시 유속을 측정할 수 있으나, 실제 적용상 몇 가지 문제가 있다. 하나는 야간과 악천후에는 영상 촬영이 어렵다는 점이고, 다른 하나는 영상과 실세계와의 좌표변환을 위한 참조점 측량이 반드시 필요하다는 점이다. 본 연구에서는 열영상 카메라를 이용하여 첫 번째 문제를 해결하고, 방향센서(경사계)를 이용하여 두 번째 문제를 해결하여, 언제든지 유속측정이 가능한 실시간 표면영상유속계를 개발하였다. 열영상카메라는 별도의 조명장치없이도 주야간 영상 촬영이 가능하다. 또한 안개의 영향을 받지 않으며, 저유속시 생기는 수면파의 움직임도 잡아낼 수 있는 장점이 있다. 또한, 방향센서를 이용하여 참조점을 이용하지 않고, 좌표변환 관계를 구성할 수 있도록 카메라 모형(camera model)을 구성하였다. 이 카메라 모형에 필요한 외부 변수는 하천수표면과 카메라와의 높이 및 카메라의 두 가지 경사각뿐이다. 여기에 일반적인 카메라 보정에 이용하는 방법으로 구한 카메라 내부 변수를 결합하면 된다. 이렇게 개발한 열영상 표면영상유속계는 실험 수로와 하천 현장에 적용한 결과, 종전보다 훨씬 적용이 간편하며, 매우 높은 정확도로 유속을 측정할 수 있었다.

• The Korean Journal of Petroleum Geology
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• v.11 no.1 s.12
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• pp.18-26
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• 2005

An occurrence of inclined heterolithic stratification (IHS) is described from a tidal point bar in a 40-m-deep distributary of the macrotidai, Han River delta, Korea. The channel bank demonstrates a convex-upward profile with intermittent presence or wave-formed scarps and terraces near the low-water level. The vertical succession of IHS is approximately 25 m thick and dips into the channel with angles reaching up to $14^{\circ}C$. The IHS overlies 15 m of trough cross-bedded sand deposited in the channel bottom. Even though the channel as a whole is ebb dominated, the preserved cross bedding is predominantly flood directed because the mutually evasive nature of the ebb and flood currents causes the point bar surface to be flood dominated. The IHS itself consists of inter-stratified fine sand, sandy silt, and silt with an fining-upward textural trend. Seasonal discharge variations of the Han River are not obvious in the deposits, because tile large size, distal location, and energetic tidal environment of the studied channel reduces the impart of river-stage fluctuations.

• Tunnel and Underground Space
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• v.21 no.3
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• pp.151-163
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• 2011

The LCM test is one of the most powerful and reliable methods for designing the disc cutter and for predicting the TBM (Tunnel Boring Machine) performance. It has an advantage to predict the actual load on disc cutter from the laboratory test on the real-size large rock samples, however, it also has a disadvantage to transport and/or prepare the large rock samples and to need an extra cost for experiment. Moreover it is not easy to execute the test for jointed rock mass, and sometimes the design model estimated from the test can not be applied to the real design of disc cutter. In order to break this critical point, lots of numerical studies have been performed. PFC2D can simulate crack propagation and rock fragmentation effectively, because it is useful in particle flow analysis. Consequently, in this study, the PFC2D has been adopted for numerical analysis on cutting power of disc cutter according to the different angle of joint, the different direction of joint, and the different space of joint with jointed rock mass models. From the numerical analyses, it was concluded that the bigger cutting power of disc cutter was needed for reverse cutting direction to joint rather than for forward direction, and the cutting power of disc cutter was increased with decreasing the dip angle of joint and decreasing the space of joints in reverse cutting direction. The more precise numerical model for disc cutter can be developed from comparison between the numerical results and LCM test results, and the resonable guideline is expected for prediction of TBM performance and disc cutter.

• Tunnel and Underground Space
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• v.10 no.4
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• pp.497-505
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• 2000

The surveyed area is mainly distributed by the sedimentary rocks, tuffs, and esites in Cretaceous age and acidic and basic dikes are intruded in these rocks. The principle discontinuities are represented by beddings, joints and faults. The trends of the beddings of sedimentary rocks develop as E-W direction in the start area. However, they are gradually bending and finally their trends are N-S direction in terminal area. In the sedimentary rocks the 3∼4 joint sets are distributed and in dikes joints are more scattered. The majority of joints are highly dipped. Sampo fault which has NE-SW trend makes a valley and NW trending normal faults are well developed at 50k+600 to 51k+000 area. During the construction of tunnel the orientation of discontinuities will not significantly influence on the stability of excavation. Since the rock mass is extensively jointed, the overbreak in tunnel wall may be placed.