생산이 완료된 노천광산 채굴적을 광미(광물찌꺼기) 적치 장소로 활용하는 방안은 기존 광미 적치 시설(TSF, Tailing storage facility)의 설치 공간 및 운영비용 문제 해결을 위한 대안으로 제시된다. 하지만 장기간에 걸쳐 적치된 광미는 주변 암반에 추가적인 하중으로 작용하여 광산의 역학적 안정성을 저해할 위험성이 존재한다. 본 연구에서는 호주 Marymia 광산의 사례를 참고하여 약 60,400 시간에 걸친 광미 적치 시나리오를 구축하였으며, 다양한 지하 채광장 형태 및 암반 조건에 따른 천반 수평필러의 역학적 안정성을 Sigma/W 해석 소프트웨어를 활용하여 분석하였다. 분석 결과, 광미 적치가 장기간 지속됨에 따라 천반 수평필러의 파괴 가능성이 유의미하게 증가함을 확인하였다. 해당 결과는 노천채굴적 내 광미 적치 시 광산 구조에 대한 역학적 안정성 고려가 필수적임을 시사한다.
일반적으로 열저장소의 종횡비(폭에 대한 높이의 비)가 커짐에 따라 저장된 열에너지의 성층화가 높게 유지될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 열저장소의 열적 성능을 높이기 위해서는 저장소 종횡비를 크게 설정하는 것이 유리할 것이다. 그러나 종횡비의 증가에 따라 저장소의 폭에 비해 높이가 커지고, 이는 열저장소의 구조적 안정성 측면에서 불리하게 작용할 수 있으므로 저장소의 최적 종횡비 결정시 열적 성능 분석과 더불어 역학적 안정성에 대한 정량적인 분석이 수행되어야 할 것이다. 본 연구에서는 지하 열에너지 저장을 위한 사일로형 암반공동의 종횡비 변화에 따른 역학적 안정성을 수치해석적으로 조사하였다. 적용한 종횡비는 1-6의 범위이었고, 전단강도 감소기법에 의한 안전율을 토대로 암반공동의 역학적 안정성을 평가하였다. 종횡비별 안정성 분석 결과, 암반공동의 종횡비가 증가함에 따라 안전율이 감소하는 경향을 보였으며, 주변 암반의 측압계수가 안정성에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었다. 또한 동일한 암반특성 및 종횡비 조건에서 암반공동의 규모(저장 용량)가 줄어듦에 따라 안정성이 향상되는 것으로 나타나, 큰 규모의 단일 암반공동을 소규모의 다중 암반공동으로 분할함으로써 높은 종횡비의 암반공동 설계가 가능한 것을 알 수 있었다.
지하 수백미터 심부에 위치하는 고준위방사성 폐기물 처분장에서의 열-역학적 안정성 평가를 위해 FLAC3D를 이용한 3차원 해석이 수행되었다. 효과적인 해석을 위해 FISH프로그램이 작성되었으며 고성과 유성 의 시추부지에서 얻어진 지질, 암반 물성자료가 사용되었다. Factional factorial design을 적용한 실험설계를 거쳐 얻어진 응력, 온도에 대한 민감도 분석이 실시되었으며 이를 통해 처분장 안정성에 영향을 미치는 주요 설계 인자의 선정 및 인자 상호간의 영향을 분석할 수 있었다. 연구 결과 열-역학적 안정성에 가장 큰 영향을 미치는 인자는 처분공의 간격으로 나타났으며 처분터널의 간격과 완충재의 두께가 그 다음으로 주요한 인자인 것으로 나타났다.
척추의 기본적인 생체 역학적 기능은 신체 부분간의 운동을 허용하고 척수와 신경근을 보호하는 것으로서 이러한 기능을 수행하기 위해서는 척추의 역학적 안정성이 필수적이다. 척추의 안정체계는 수동적 근 골격계, 능동적 근 골격계, 그리고 신경계의 세 가지 하부체계로 나누어지며 이들 하부체계는 각각 독립적으로 안정성에 관여하고 있다. 경추의 불안정성의 문제는 비정상적으로 증가된 추간관절의 운동에 의해 염증성의 신경을 압박 또는 신장하거나 또는 통증수용기가 많이 분포하는 인대, 관절낭, 섬유륜과 종판에 비정상적인 변형을 일으키는 것을 말한다. 안정성의 장애는 근육의 기능적 측면에서 국소적 안정체계와 포괄적 안정체계의 문제로 구분할 수 있다. 불안정한 경추 환자의 임상적 양상은 일반적으로 머리가 앞으로 나오고 전방 전위된 자세로 견갑대와 승모근 상부의 과활동성을 나타낸다. 또한 능동운동은 감소되지 않으나 수동운동에서 분절의 회전운동과 병진운동의 증가와 종말감의 변화가 있다. 경추의 불안정성을 관리하기 위한 실험적 연구로 전반적인 근육 훈련, 고유수용기 훈련, 그리고 도수치료의 세 가지 주된 접근법이 있고 실제적인 접근법으로는 고유수용성 재활프로그램, 칼텐본-에반스 접근법, 그리고, 슬링운동법 등이 있다. 각 방법들은 임상에서 나름대로의 이점이 있으며 환자의 상태에 따라 이들 방법을 단독으로 또는 병행해서 적용할 수 있을 것이다. 그러나 경추에서 이러한 방법들의 효과를 입증하는 증거는 부족하여 앞으로 이러한 방법에 대한 임상적 경험보다는 그 효과를 입증할 수 있는 연구가 필요하다고 본다.
목적: 주관절의 생역학은 주관절 손상의 병인을 이해하고 임상적 치료의 과학적 기초를 제공하는 의학이다. 저자는 생역학적인 관점에서 주관절 손상의 진단과 치료의 개념을 요약하였다. 대상 및 방법: 주관절 역학은 크게 운동학, 동역학 그리고 이를 바탕으로 한 안정성의 분야로 나누어 설명할 수 있다. 이는 주관절을 구성하는 수동적 또는 능동적 구조물로 유지된다. 수동적 구조물은 골성 구조와 관절낭 및 측부인대들이 있으며 능동적 구조물은 주관절을 둘러싼 근육들이 해당된다. 이 구조물들이 유기적으로 작용하여 주관절의 안정성, 힘의 전달 그리고 운동을 유지한다. 결과 및 결론: 주관절의 생역학은 주관절 손상에 대한 수술적 치료에 대한 정보를 제공하며 새로운 주관절 인공대치물에 대한 개선 및 발전을 가져다 주며, 또한 주관절의 기초 연구에 기여 할 수 있는 학문이다.
국내에서 적용되는 호안 등의 구조물설계는 1차원적인 평면적 유속과 소류력을 기준으로 하여 기준허용치에 대한 초과 유무만으로 안정성 판단의 근거로 하고 있어 다양한 수리현상에는 만족하지 않는 경우가 발생한다. 따라서, 호안구조물의 보다 다양한 조건과 정량적 수치에 근거하는 역학적 설계기법과 구조적 안정성 검토을 위한 평가모델을 제안하게 되었다. 한편, 기존 호안의 위험도를 평가하기 위한 평가기준도 필요하며, 이를 관리자나 설계자가 편리하게 이용할 수 있도록 프로그램 개발도 필요하게 된다. HEC-RAS의 결과를 입력자료로 이용할 수 있도록 연계하였으며, 제시한 구조모델을 주해석 알고리즘으로 적용하고, "수충부 및 토석류 방재기술 연구단"에서 개발된 식을 사용자가 쉽게 선택할 수 있도록 적용성도 고려하였다.
터널의 경우 안정성을 정량적으로 평가하기 위해 안전율 개념이 제안된 바 있다. 이는 역학적 해석의 범주에 한정된 것으로 수리 역학적(hyro-mechanical) 연계해석의 범주에서는 해석 모델링의 복잡성으로 인해 안전율 개념이 적용된 연구는 극히 드문 실정이다. 최근 들어 수리-역학적 연계해석에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 해저 터널의 안전율을 정확히 산정하기 위해 수리-역학적 연계해석 시 유도배수 모델링 방법을 비교 분석하였다. 수치해석 시 터널 내부로 유도배수하는 방법으로는 숏크리트 수리특성을 조절하는 유도배수 방법과 집수정을 이용한 유도배수 방법이 고려되었다. 두 방법의 비교를 위해 암반등급, 숏크리트 두께, 암반 수리특성에 대하여 민감도 분석을 수행하였고, 연구 결과 해저터널의 수리-역학적 연계해석 시 집수정을 이용한 유도배수 방법을 사용하는 것이 터널의 안정성을 검토하는 데에 보다 신뢰성이 높은 것으로 나타났다.
불연속면이 발달한 암반 내에서 터널을 굴착하는 경우 불연속면을 고려한 터널의 역학적 안정성을 검토하는 것이 중요하다. 불연속 암반 내에 터널을 굴착하게 되면 대부분의 거동은 불연속면에서 발생하게 된다. 이는 암반블록보다 암반 내 불연속면의 강성이 현저하게 작기 때문이다. 불연속면을 고려한 터널의 안정성 해석은 암반을 연속체로 가정할 때 필요한 입력변수 외에 여러 종류의 입력변수가 추가로 필요하다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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