• Tunnel and Underground Space
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• v.24 no.4
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• pp.289-296
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• 2014

A simple analytical approach for stability assessment of underground storage caverns against ground uplift of overburden rock above the rock caverns for high pressurized fluid such as compressed air energy storage (CAES) and compressed natural gas (CNG) was developed. In the developed approach, we assumed that failure plane of the overburden is straight upward to ground surface, and factor of safety can be calculated from a limit equilibrium analysis in terms of this cylindrical shape failure model. The frictional resisting force on the failure plane was estimated by Hoek-Brown strength criterion which replaces with Mohr-Coulomb criterion such that both intact rock strength and rock mass conditions can be considered in the current approach. We carried out a parametric sensitivity analysis of strength parameters under various rock mass conditions and demonstrated that the factor of safety againt ground uplift was more sensitive to Mohr-Coulomb strength criterion rather than Hoek-Brown criterion.

• Tunnel and Underground Space
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• v.24 no.4
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• pp.325-333
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• 2014

Hydraulic fracturing is the key technology for production of shale gas, which is one of the major unconventional resources. Brittleness index is one of the most important mechanical properties which determine the efficiency of hydraulic fracturing. It was required that the production of shale gas increases with more brittle behavior. Confusingly, there are numerous definitions available for brittleness of rock. This paper summarizes various definitions of brittleness index, and presents correlation analysis of the brittleness indices by using the laboratory experimental results of 48 shale specimens in Korea. Generally, it shows a very weak positive correlation between the brittleness index ($B_1$) which is the ratio of uniaxial compressive strength to tensile strength and the brittleness index ($B_3$) which is calculated by using the Youngs modulus and Poisson's ratio. In addition, the role of Poissons ratio is not clear in defining brittleness indices. In conclusion, standardization of definition for brittleness index is required to apply it to hydraulic fracturing as a parameter for predicting the efficiency.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.6
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• pp.470-479
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• 2013

Hydraulic fracturing is used as a method for promoting the fluid flow in the rock and, in the energy field such as geothermal development and the development of sales gas, many studies has been actively conducted. In many cases, hydraulic fracturing is not performed in isotropic rock and especially in the case of sedimentary rocks, hydraulic fracturing is conducted in the transverse isotropic rock. The direction of the crack growth on hydraulic fracturing does not necessarily coincides with the direction of maximum principal stress in the transverse isotropic rock. Therefore, in this study, bonded particle model with hydro-mechanical coupling analysis was adopted for analyzing the characteristics of hydraulic fracturing in transverse isotropic rock. In addition, experiments of hydraulic fracturing were conducted in laboratory-scale to verify the validity of numerical analysis. In this study, the crack growth and crack patterns showed significant differences depending on the viscosity of injection fluid, the angle of bedding plane and the influence of anisotropy. In the case of transverse isotropic model, the shear crack growth due to hydraulic fracturing appeared prominently.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.1
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• pp.78-85
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• 2013

A primary objective in creating a stratified thermal storage is to maintain the thermodynamic quality of energy, so thermally stratified energy can be extracted at temperatures required for target activities. The separation of the thermal energy in heat stores to layers with different temperatures, i.e., the thermal stratification is a key factor in achieving this objective. This paper introduces different methods that have been proposed to characterize the thermal stratification in heat stores. Specifically, this paper focuses on the methods that can be used to determine the ability of heat stores to promote and maintain stratification during the process of charging, storing and discharging. In addition, based on methods using thermal stratification indices, the degrees of stratification of stored energy in Lyckebo rock cavern in Sweden were compared and the applicability of the methods was investigated.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.1
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• pp.54-65
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• 2013

The LCM (Linear Cutting Machine) 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. In order to overcome this problem, lots of numerical studies have been performed. In this study, the PFC3D (Particle Flow Code in 3 Dimension) has been adopted for numerical analysis on optimum cutter spacing and failure aspects of Busan Tuff. The optimum cutting condition with s/p ratio of 16 and minimum specific energy of $14MJ/m^3$ was derived from numerical analyses. The cutter spacing for Busan Tuff had the good agreements with those of LCM test and numerical analysis by finite element method.

• Tunnel and Underground Space
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• v.23 no.1
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• pp.42-53
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• 2013

The percussion rate and spacing of the button of drill bit are very important in maximizing the drilling efficiency. Therefore, a series of percussion tests using Hopkinson bar system was carried out to assess the fragmentation performance against the beat rate and spacing of a drill bit. First, single percussion test complemented with numerical simulation was performed to analyze rock fragmentation phenomenon and to describe the fragmentation process. Next, multiple percussion test that repetitively strike the rock sample moving at predetermined rate was carried out to predict drilling efficiency against the button spacing. After the tests, the fragmented volume of the rock was measured by laser scanner and the drilling performance was analyzed using the calculated percussive energy and measured negative volume. Based on the results, the single impact performance of drill bit with 102 mm diameter was predicted.

• Proceedings of the KOR-KST Conference
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• 1998.10a
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• pp.488-495
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• 1998

대도시지역은 인구와 경제활동의 밀집도가 매우 높은 지역이나 계속되는 교통혼잡의 가중에의한 신속한 물자이동의 제약과 화물작업을 위한 공간의 부족 등으로 인하여 원활한 수송활동과 물류활동을 제한하는 장애요인들이 화물의 이동에 비하여 많은 실정이다. 도시가 존속하고 생산활동, 소비활동을 하기 위해서는 원자재, 에너지, 제품 등이 도시내·외를 통해 생산부문간과 개인·집단간에 원활한 수송이 이루어져야 한다. 하지만, 서울과 같은 대도시는 우리 나라 전체 경제에 미치는 영향이 매우 큼에도 불구하고 급속하게 증가하는 승용차 위주로 교통소통, 교통체계개선(TSM), 도로망 구축 등의 정책이 시행되어 왔다. 대규모 물류이동이 필수적인 서울의 남대문시장, 동대문시장, 용산전자상가 등 오래전부터 형성되어 온 도심상가지역은 굳이 언급하지 않더라도 서울 근교 신도시에 점차 확산되고 있는 대형 할인매장 등의 유통업무지구, 대형 사무용 건물 등에 원활하고 적시의 수송지원을 위해서는 체계적이고 합리적인 물류체계와 화물시스템 못지 않게 그에 따른 도로의 기하하적 구조나 화물차량을 고려한 신호체계 등이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 일반적인 도시 TSM기법 중에서도 화물차량 위주의 TSM기법에 중점을 두고 대도시에 적용 가능한 도로상의 화물차량 소통기법을 연구하여 그 적용성과 기대효과를 살펴보는데 그 목적이 있다. 본 연구는 크게 도시외곽을 경유하는 화물차량에 관한 도시외곽 화물 TSM 기법과 도시내 통과차량 소통기법, 주·정차 및 조업차량관리기법의도시내 화물TSM 기법으로 구성되어 있다. 도시외곽 화물 TSM 기법의 주내용은 신호체계 개선과 도로의 기하구조 개선 등이며, 도시내 화물 TSM 기법은 화물차량의 도시내 교통소통 기법과 화물차량의 주·정차 관리 및 조업차량 관리에 대한 연구를 수행한다. 대부분의 TSM 개선방안의 시행주체가 경찰청과 시이므로 본 연구의 결과는 도시의 원활한 화물교통소통을 위하여 적용가능할 것으로 예상된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.2
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• pp.177-185
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• 2009

The failure analysis of scales deposited on automotive thermostat housing has been carried out. Observations using energy dispersive spectroscopy and electron probe micro analyzer indicate that the main components of scales are some of additives of coolant used. For a detailed investigation of organic matters pyrolysis-GC/MS is employed. The result shows that the main organic component is benzoic acid and furthermore, a small amount of acetophenone, benzene and phenyl group is detected. Based on the results of failure analysis performed, the scales on automotive thermostat housing appear due to the deposition of coolant components, followed by crevice corrosion, into gap between housing and rubber horse. New accelerated test methodology, which could mimic the scale formation and the crevice corrosion on thermostat housing, is developed considering the above results. In order to reproduce the real operating conditions, the accelerating factors, i.e. temperature and humidity, are changed and programmed. The reproducibility of the accelerated test proposed is confirmed after analyzing the scales obtained from the accelerated test.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.297-297
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• 2012

양자점은 공간적으로 세 방향 모두 전하의 운동을 제한하는 0차원 구조로 불연속적인 상태 밀도를 가진다. 이런 양자점의 특성은 광통신용 소자, 레이저 다이오드 등과 같은 광학 및 전자 장치에 응용될 수 있기 때문에 많은 주목을 받아 활발히 연구되어 왔다. 본 연구에서는 MBE 장비를 이용하여 GaAs 기판위에 InAs 양자점을 성장시키는 동안 As의 공급을 임의로 차단시켜 양자점 형성 조건을 변화시킨 시료들의 광학적 특성을 Photoluminescence (PL) 와 Time-resolved PL (TRPL) 실험을 이용하여 분석하였다. GaAs (001) 기판 위에 GaAs buffer layer를 $610^{\circ}C$에서 성장한 후, $470^{\circ}C$에서 As 공급 조건 변화에 따른 InAs 양자점을 성장하였다. 양자점을 성장한 후 GaAs cap layer를 $610^{\circ}C$에서 성장하였다. InAs 양자점 시료들은 In을 20초 공급하는 동안 As의 공급과 차단을 각각 1초, 2초, 3초의 일정한 간격으로 반복하였다. 10 K에서 각각의 시료들의 PL을 측정한 결과 As 공급과 차단을 2초씩 반복한 T2시료에서 PL 세기가 가장 좋게 나타났으며, 3초씩 반복한 T3시료에서 가장 나쁘게 나타났다. PL 피크는 공급과 차단을 1초씩 반복한 T1 시료가 1.23 eV, T2 시료가 1.24 eV, T3 시료가 1.26 eV에 나타났으며, As의 차단시간이 증가함에 따라 PL 피크가 높은 에너지로 이동함을 보였다. 발광파장에 따른 PL 소멸은 파장이 증가함에 따라 점차 느려지다가 PL 피크 근처에서 가장 느린 소멸곡선을 보이고, 파장이 더 증가하였을 때 점차 빠르게 소멸하였다. As 공급 조건의 변화에 따라 InAs 양자점의 크기와 밀도, 모양 등이 변하는 것을 Atomic Force Microscope (AFM) image를 통하여 확인하였으며, PL과 TRPL을 이용하여 InAs 양자점의 광학적 특성을 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.221-221
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• 2012

최근 진공 산업은 반도체 산업의 급속한 발전과 더불어 진공 산업이 핵심기술로 부각되고 있으며, 진공 산업의 발전이 고부가가치를 창출하는 산업으로 발전하고 있는 추세이다. 이에 (유)우성진공 기술연구소에서는 국내에서 개발이 전무한 소형급 600l/min. 급의 배기속도를 가지는 공랭식 건식진공펌프 개발과 더불어 중소기업 혁신기술 개발사업의 성공적인 수행으로 인해 상용화 단계에 있다. 본 연구에서는 소형(600l/min. 급) 공랭식 건식진공펌프에 개발 과정 및 성능에 대해 소개하고자 한다. 우선, 여타 건식진공펌프와는 달리 냉각방식이 수냉식이 아니라 공랭식 이라는 점에서 에너지 절감 및 설치 공간 제약이 없으며, 유지 비용을 절감할 수 있는 장점을 가지며, 국내에서는 소형급의 건식진공펌프가 없는 관계로 시장성을 높게 평가하고 있다. 소형급 공랭식 건신진공펌프의 냉각효율을 고려하여 하우징을 알루미늄 합금으로 제작을 하였으며, 냉각핀을 적절하게 배치하여 압축열을 효과적으로 방출하기 위한 구조가 될 수 있도록 설계하였고, 냉각팬에 의한 공랭효과를 극대화하기 위해 펌프 스킨을 사용하여 공기 유로를 형성토록 하였다. 또한, 루츠의 형상 및 각 단의 압축효율을 고려한 최적의 로터를 설계하기 위해 Involute Curve를 이용한 3-Lobe형 로터를 설계하였으며, 로터와 로터간의 Clearance를 유지 할 수 있도록 설계하였다. 향후 최적화된 로터 설계기술과 이형재질(알루미늄과 주철)간 열팽창이 고려된 적절한 clearance 유지기술을 적용하여 안정적인 배기속도 600l/min.와 도달진공도 0.005 torr를 가지는 소형 공랭식 건식드라이펌프를 상용화 하고자 한다. 또한 성공적인 과제 종료 및 기술 개발에 따라 건식진공펌프 시장에 신기술 개발 확산에 따른 기업들 간의 기술 경쟁력 촉진을 통한 국가 기술력 향상을 기대해 볼 수 있다.