• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.5-13
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• 2022

본 연구에서는 국내 지진모의시험 수행 시 모래지반의 모사를 위해 국내에서 널리 이용되는 지반재료인 인공규사를 대상으로 상대밀도 차이에 따른 진동삼축시험을 수행하여 인공규사의 동적특성 및 액상화 저항특성을 실험적으로 분석하였다. 상대밀도 조건을 40%, 60%, 80%로 달리한 시험결과를 통해 상대밀도에 따른 액상화 저항특성을 확인하였으며, 액상화 진동저항응력비(Cyclic resistance stress ratio, CRR) 산정 곡선을 도시하였다. 또한, 액상화 진동저항응력비(CRR) 산정곡선의 타당성을 검토하기 위해 실내진동삼축시험에 사용된 규사로 이루어진 인공지반을 조성한 후, 간편예측법과 상세예측법을 통한 액상화 평가를 수행하여 각각의 안전율을 비교·검토하였다. 최종적으로, 상대밀도를 달리한 실험을 통해 인공규사의 동적물성을 파악하여 결과를 도출하였으며, 이 결과를 물성치로 적용한 상대밀도 40% 간편예측법은 안전율이 1로 안전한 지반으로 도출된 반면 상세예측법은 0.05작은 값으로 결과가 도출되었다.

• 한국주조공학회지
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• 제43권3호
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• pp.107-136
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• 2023

주강품 사형주조에는 천연규사가 보편적으로 사용되었고, 규사의 열적특성 부족에 의한 소착결함 억제를 위해, 크로마이트사가 사용되기도 하였으나, 반복 사용에 의한 골재 열화, 시스템샌드 혼입 문제, 분리 제거의 어려움, 높은 밀도에 따른 조형 시 하중증가, 크롬 함유 폐기물이 되는 단점이 있다. 최근에는 주조업계의 중요한 과제로써 산업폐기물 저감 및 대기환경 개선이 부각되고 있다. 종래의 주물사 사용 시 발생되는 문제점 해결과 주조공장의 환경개선을 위해서, 천연사를 대체 적용할 수 있는 다양한 인공사가 개발되어 소개되고 있다. 인공사는 용융분사법으로 제조된 인공사와 조립소결법으로 제조된 인공사 및 분쇄법으로 제조된 인공사로 분류할 수 있으며, 원료광물의 종류, 제조공법에 따라 상이한 물리적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 각종 주물사의 물성, 주형강도, 물리적 내구성, 열적 내구성, 소착시험편 주조 등의 비교 평가시험을 하였다. 밀도에 따른 주물사 실사용량, 주물사 형상에 따른 주형강도, 주물사의 물리적 및 열적 내구성, 주물사의 내열특성을 종합적으로 고려하였을 때, 아크용사법으로 제조된 용융인공사 A1 또는 분말식화염용사법으로 제조된 용융인공사 B가 대형주강품 주조에 가장 적합한 구형의 인공사로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.401-412
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• 2016

고수압 조건의 해저터널 공사에 기존의 그라우팅 공법은 제한을 받게 되어 굴착작업이 어려울 수 있으나, 인공동결공법을 적용할 경우 신속한 차수 및 지반보강 효과를 얻을 수 있다. 인공동결공법을 적용할 경우, 동결 조건에 따라 동결토의 거동이 크게 변화하므로 기존의 연구 사례를 바탕으로 해저지반 등 특수한 조건에서 동결토의 역학적 거동을 예측하는 것에는 한계가 있다. 또한, 인공동결공법의 설계를 위해서는 동결체 형성에 필요한 소요시간 및 동결범위를 산정해야 하며, 해저지반의 경우 간극수 내 염분의 영향을 반영해야 한다. 본 논문에서는 동결토의 열적 특성을 파악하기 위해 인조규사 시료에 대한 실내 열전도도 측정시험과 동결챔버시험을 수행하였다. 동결토와 비동결 포화토 간극수의 염도를 조절하여 동결 과정과 염분에 따른 유효 열전도도를 비정상 열선법을 적용하여 측정하였다. 인조규사 간극수의 염도에 의한 동결특성 변화를 파악하기 위해 동결챔버를 설계 및 제작하였고 이를 통하여 동결 조건을 변화시키며 동결챔버시험을 수행하였다. 동결 조건에 따른 시료내 온도 변화를 분석하고 이를 통해 동결 조건이 사질토의 열전달 특성에 미치는 영향을 평가하였다. 비동결 포화토의 경우는 간극수가 담수(염도 0%)인 조건과 염수(염도 3.5%)인 조건 모두 유효 열전도도가 유사하게 평가되었으나, 동결토의 경우는 간극수가 염수인 조건이 보다 큰 유효 열전도도를 보였다. 이는 동결챔버시험에서 간극수가 염수인 조건이 담수인 조건보다 동결속도가 더 빠른 결과와 일치한다.

• 터널과지하공간
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• 제28권2호
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• pp.156-169
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• 2018

퇴적암의 역학적 성질과 구조적 성질간의 관계는 오랫동안 연구되었다. 그러나 암석의 불균질성과 실험에서 여러 구조적 성질 중 오직 하나의 영향인자만을 변화시키는 것의 어려움 때문에 실험 결과들간의 불일치가 관찰되어왔다. 본 연구에서는 인공 퇴적암을 사용해 역학적 성질에 영항을 미치는 모든 요인을 통제할 수 있도록 하였으며, 실제 암석에 비해 균질성을 높였다. 이로 인하여 실험 결과들의 편차가 낮아졌으며, 실제 암석에 대한 실험보다 더욱 명료한 상관관계가 밝혀졌다. 실험에 사용된 시료는 반수석고 파우더를 물과 규사와 혼합하여 만들었으며, 완성된 형태의 인공 퇴적암은 입자 알갱이로서의 모래와, 교결물질로서의 석고로 이루어졌다. 이 인공 퇴적암으로 모래입자의 비율과 크기가 일축압축강도, 탄성계수, 그리고 탄성파속도에 미치는 영향을 분석하였다. 모래입자의 비율을 높일수록 일축압축강도는 줄어들었으며, 탄성계수와 탄성파속도는 증가하였다. 전반적으로 모래입자의 크기는 암석의 역학적 성질과 비선형적인 관계를 보였다. 여기에서의 연구 결과는 추후에 다른 종류의 교결물질이나 입자 알갱이를 사용한 연구와 통합될 수 있다. 이로부터 입자 알갱이나 교결물질의 종류, 혹은 교결물질과 입자 알갱이 간의 상호작용 등이 암석의 역학적 성질에 끼치는 영향에 대한 고찰이 가능할 것이며 그 결과는 다양한 종류의 퇴적암에 적용 가능할 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.331-335
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• 2018

이 연구에서는 건조 모르타르에 사용되는 천연 골재의 대체재로 CFBC 인공 잔골재의 활용가능여부를 확인하고자 건조 모르타르의 플로우와 압축강도를 포함한 기본적인 성능시험과 건조모르타르에서 제품의 품질을 규정하는 데 중요한 성능인 건조수축 성능을 평가하였다. 이를 위하여 천연 골재만 사용한 시험체, 천연 골재에 개질 CaO 팽창재를 혼입한 시험체, CFBC 인공잔골재에 개질 CaO 팽창재를 혼입한 시험체, 마지막으로 CFBC 인공 잔골재만 사용한 시험체를 4종을 제작하여 각 시험체별 길이변화량을 측정하였다. 건조수축 성능 평가결과 재령 20일 기준 천연 규사에 개질 CaO 팽창재를 사용한 시험체의 건조수축 성능이 변형률 $250{\times}10^{-6}$으로 가장 높게 나타났다. 한편, CFBC 인공 잔골재에 개질 CaO 팽창재를 혼입한 시험체는 수축량이 $410{\times}10^{-6}$을 나타내었으며 천연 잔골재를 사용한 건조 모르타르의 건조 수축량은 $450{\times}10^{-6}$으로 개질 CaO 팽창재를 활용할 경우에는 천연 골재를 사용한 건조 모르타르의 건조수축 성능과 동등 이상의 성능을 발휘하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.139-147
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• 2022

이 연구에서는 다양한 결합재를 혼합하여 고강도 저알칼리형 인공어초용 시멘트 복합체를 설계하고 ME 방식 3D 프린터 출력 가능성을 평가했다. 그 결과, 3D 프린팅이 가능하도록 시멘트 복합체의 유동성을 조절하기 위해서는 물-결합재비, 규사-결합재비, 규사의 종류 등을 제어하는 것이 중요한 것으로 판단된다. 출력이 가능한 정도의 흐름값을 달성한 뒤 3D 프린터 출력물의 표면품질을 양호하게 유지하기 위해서는 증점제 첨가량을 조절하는 것이 필요하다. 또한, 알파형 반수석고를 사용한 배합에서는 급결효과를 제어하기 위해 응결조절제를 사용해야하며 이 배합의 흐름값을 유지하는 시간을 도출하여 출력시 적용하는 것이 필요하다. 재료의 요구 강도를 얻기 위해서는 우선 출력이 가능한 수준의 유동성을 만족시킨 후, 배합을 조정하면 가능하다. 알파형 반수석고를 포함한 다성분계 결합재의 사용으로 저알칼리형 인공어초용 3D 프린팅 배합을 설계하고 출력성을 확인하였으나, 알칼리 저감 효과를 정량적으로 평가하기 위해서는 추후 연구가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제49권6호
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• pp.445-458
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• 2016

우리나라 수막재배 지역은 성수기에 지속적인 지하수 사용으로 인해 수막재배 말기에 지하수위 하강과 더불어 지하수 고갈 문제로 항시 어려움을 겪고 있다. 최근에 국내에서는 이러한 지역에서의 지하수 부족 현상을 해결하기 위해 몇 가지 인공함양 방법들이 적용되고 있다. 이 연구에서는 인공함양 방식 중 하나인 지중 침투형 갤러리 설치를 소개하고, 이 중 3개 갤러리에서의 인공 주입시험 결과를 이용하여 인공함양의 효율성을 예비적으로 평가하였다. 연구지역은 청주시 상대리 수막재배지이며, 갤러리의 규모는 가로${\times}$세로${\times}$깊이 $50cm{\times}300cm{\times}50cm$이다. 갤러리는 비닐하우스 동 사이의 이격 공간을 활용하여 설치하였으며, 터파기 작업, 자갈석과 규사 메움, 피조미터와 상부 부직포 설치 순서로 진행하였다. 3개 갤러리에 대한 인공 주입시험은 1차 예비, 2차 단계, 3차 장기 주입시험으로 구성된다. 1차 예비 시험에서 B 갤러리는 주입율 $33.29{\sim}33.84m^3/d$, $45.60{\sim}46.99m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 20 cm, 30 cm, C 갤러리는 주입율 $21.1m^3/d$, $33.98m^3/d$, $41.69m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 0 cm, 16 cm, 33 cm, D 갤러리는 주입율 $48.10m^3/d$, $52.23m^3/d$일 때 수위 상승이 각각 29 cm, 42 cm 정도를 유지한 것으로 나타났다. 단계 및 장기 주입시험 결과를 이용하여 각 갤러리에 대한 주입율과 수위 관계식이 정량적으로 도출되었으며, 이와 같은 인공 주입시험 결과는 수막재배 기간 중에 사용 후 배출되는 지하수가 갤러리를 통해 자연적으로 주입되는 수량을 추정하는 데에 정량적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.453-467
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• 2018

쉴드 TBM 공사에서 굴진율 예측과 마모량 예측은 설계 및 시공 단계에서 공사비와 공기를 추정하는데 매우 중요한 요소이다. 암반지반용 TBM의 경우 실험이나 축적된 현장 data를 기반으로 CSM 모델, NTNU 모델 등이 커터 마모량부터 굴진율 예측까지 널리 사용되고 있으나, 토사지반용 TBM은 지반의 복잡성과 정확한 실험방법의 부재로 인해 이를 정확하게 예측할 수 있는 모델이 없는 실정이다. 본 연구에서는 기존에 존재하는 토사지반용 TBM 실험장치들의 단점을 개선하여 TBM 굴착과정을 모사한 실험 장치(Soil Abrasivity Penetration Test, SAPT)를 개발하였다. 회전당 관입 깊이, RPM, 첨가재(foam) 배합비 및 농도 등의 TBM 굴진에 영향을 미치는 주요 변수들에 대한 시험을 실시하여 추력, 토크 등의 변화를 살펴보고 마모량을 측정하였다. 모래(규사) 70%와 점토(일라이트) 30%로 조성된 인공시료에 대한 실험 결과 foam 배합비가 굴진성능과 마모량에 주요한 영향을 끼치는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.317-327
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• 2013

도심지의 대기오염 및 인공열 등으로 인해 도시열섬현상이 발생되고 있으며, 특히 아스팔트 포장의 경우 낮에는 일사열을 흡수하고 밤에 방출하기 때문에 도심부의 환경을 개선하기 위해서는 도심 도로포장의 온도를 저하시키는 차열성 포장에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 도로포장에 차열성 도료를 적용하기 위해서는 시인성을 높이기 위해 흑색명도를 저하시켜야 하며, 적외선 반사율은 증가시키고, 가시광선 반사율은 최소화 하는 특성이 요구된다. 본 연구에서는 1액형 아크릴 에멀젼을 주 바인더로 사용하고 안료의 종류(카본블랙, 합성무기안료) 및 중공세라믹 혼입률(0%, 15%, 30%)변화, 흑색명도의 변화를 주요 실험인자로 선정하였다. 차열성 도로포장의 온도저감 성능은 분광반사율과 일사반사율, 램프 조사 방법을 통해 분석하였다. 그리고 마모저항성, 자외선 촉진내후성, 미끄럼 저항성에대한 현장적용성을 평가하였다. 그리고 고반사 도료 시험포장에 대해서 열화상 촬영을 통해 온도저감 효과를 분석하였다. 실험결과 합성무기안료와 중공세라믹 30%를 혼입한 경우에 흑색 명도 $L^*$= 42.89에서 분광반사율이 근적외선 영역에서 43%, 가시광선 영역에서 17%를 보였으며, 일사반사율은 27.5%로 나타났다. 그리고 자외선 촉진내후성 시험에 의한 총색차 ${\Delta}E$가 0.27로 색변화가 거의 발생되지 않았으며, 규사 2호, 4호를 상도, 하도에 $0.12kg/m^2$이상 산포할 경우 BPN은 53이상을 보였다. 또한 테이버 마모시험에 의한 마모감량은 500회전시 최대 86.4mg이하로 나타났다. 아스팔트 포장에 고반사 도료를 시공한 시험구간의 열저감 성능을 열화상 촬영에 의해 평가한 결과 CI-30-40 차열성포장($L^*$=38.76)은 $12.7^{\circ}C$, CI-30-60 차열성포장($L^*$=57.12)은 $14.2^{\circ}C$의 온도저감효과를 보였다.