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고결된 Engineered Soils의 탄성파 특성 (Elastic Wave Characteristics in Cemented Engineered Soils)

  • 이창호;윤형구;이우진;이종섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.87-97
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    • 2008
  • 단단한 모래 입자와 연약한 고무 입자로 이루어진 Engineered soils을 고결화 시킨 후 $K_o$ 상태에서의 거동 특성을 분석하였다. 고결화 효과에 따른 영향 및 모래부피비에 따른 영향을 파악하기 위하여 다양한 모래부피비를 가지는 비고결화 및 고결화 시료를 준비하여, 수직 응력에 따른 변형 및 탄성파 속도를 측정하였다. 탄성파 속도 측정은 벤더 엘리먼트와 PZT 엘리먼트를 이용하였다. 고결화 이 후 응력에 따른 수직 변형율의 기울기는 이중 선형 관계를 보이며 고결화 결합 파괴 이후에는 비고결화 시료와 비슷한 기울기를 가진다. 정규화된 수직 변형량은 응력에 따라 capillary force, cementation, decementation 구간으로 나눌 수 있다. 근접장 내에서 측정된 전단파 신호의 첫 번째 움직임은 압축파의 도달과 일치하였다. 고결화에 의해 탄성파 속도는 수직 응력의 증가 없이 급격한 증가를 보였으며, 고결화 이후 추가적인 응력 증가에도 일정한 값을 보였다. 고결화 파괴 후 지속적인 수직 응력의 증가에 따라 탄성파속도는 증가하였다. 고결화는 비고결화 시료에서 나타나는 유사고무, 유사모래, 전이 3가지의 거동을 방해한다. 고무-모래 혼합재의 고결화 결합의 파괴 메커니즘은 모래부피비에 따라 다르며 낮은 모래부피비의 시료는 입자 모양의 변화가, 높은 모래부피비 시료에서는 입자 구조의 변화가 고결화 결합의 파괴가 주요한 원인이다. 본 연구를 통해 연약한 고무 입자와 단단한 모래 입자의 혼합재인 Engineered soils의 거동은 고결화 및 고결화 파괴에 따라 비고결화 시료와 구분됨을 알 수 있었다.

성토하부 연약지반의 측방유동 평가 (Evaluation of Lateral Flow in Soft Ground under Embankment)

  • 홍원표;조삼덕;이재호;이광우
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.93-100
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    • 2006
  • 연직배수공법이 적용된 연약지반 상 성토 시 발생할 수 있는 지반의 측방유동에 대한 평가기법을 마련하기 위하여, 세 개 현장의 56개 지점에서 수행한 현장계측 자료를 분석하였다. 계측결과 분석을 통해 지반의 측방유동 가능성에 대한 평가 방안이 마련되었다. 무처리 연약지반에 대하여 Marche & Chapuis(1974)가 제안한 무차원계수 R을 연직배수 공법으로 개량된 연약지반에 적용하기 위해서는 성토체 선단부 직하의 최대지중수평변위를 활용하는 것이 바람직하고, 연약지반 두께와 성토폭의 비(H/B)가 $0.05 {\sim}1.15$인 경우, 사면안전율이 $1.2{\sim}1.4$이면 지반의 측방변위량이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 또한 최대로 성토할 수 있는 높이와 비배수전단강도의 관계를 나타낸 Tschebotarioff(1973)의 방법을 이용하면, 연약지반의 측방유동 가능성을 간편하게 평가할 수 있다.

열습도 환경요소를 고려한 일체형 복합재 연료탱크의 해석 (Analysis of the integral fuel tank considering hygrothermal enviornmental factors)

  • 문진법;김수현;김천곤
    • Composites Research
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    • 제20권5호
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    • pp.64-69
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    • 2007
  • 복합재료의 모재지배 물성은 온도나 습도와 같은 환경에 의해서 크게 저하되기 때문에 고온 다습한 환경에서 운용되는 UAV의 일체형 복합재 연료탱크를 설계함에 있어 이러한 유해환경 요소들을 반드시 고려하여야 한다. 본 연구에서는 스마트무인기에 사용될 일방향 복합재료 USN 175B와 직조 복합재료인 WSN3K에 대해서 $90^{\circ}C$에서 담수 침수 실험을 수행하여 모재의 수분 흡수량이 포화될 때까지 노화시킨 후 $74^{\circ}C$의 고온환경에서 인장 및 평면 전단 시험을 수행하였다. 실험 결과 모재 지배적 물성에서 극심한 물성 저하현상이 나타남을 확인하였다. 구조물이 받는 하중의 다양성을 고려하기 위해서 반최적화 기법을 도입하였다. 하중 컨벡스 모델과 안정성 경계를 비교하여 최악의 하중 상황을 판별하였다. 안정성 경계는 일체형 복합재 연료탱크에 저하된 물성을 적용하여 유한요소 해석을 수행하여 얻었다. 이를 통해 최악의 하중상황은 수직상승모드일 때 임을 확인하였다.

볼 밀링에 의한 석영의 결정도 변화와 밀링 매체의 마모의 영향 (Ball-milling Induced Changes in the Crystallinity of Quartz and Wear of Milling Media)

  • 권진중;김훈;이성근
    • 광물과 암석
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    • 제36권2호
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    • pp.95-106
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    • 2023
  • 석영(SiO2)은 지각의 암석을 형성하는 주요 광물 중의 하나이다. SiO2의 원자 구조는 다양한 마찰 과정에서 변화할 수 있다. 비정질화, 수화 및 실리카겔 형성을 수반하는 석영 암석의 마찰 감소는 지진 및 관련 현상에 대한 광물학적 통찰력을 제공한다. 볼 밀링과 회전 전단 실험을 이용하여 상기 현상의 광물학적 기원이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 밀링 과정에서의 다양한 변수를 고려하여 SiO2의 비정질화를 위한 볼 밀링의 최적 실험 조건을 결정하였다. 높은 밀링 속도에서 볼 밀링 시간이 증가함에 따라 SiO2의 결정도는 점차 감소하여 비정질화되었다. 밀링 매체의 마모 정도와 SiO2의 비정질화에 미치는 영향은 서로 다른 밀링 재료(ZrO2, stainless steel)를 사용하여 분석하였다. 밀링 시간이 증가함에 따라 볼의 마모량이 증가하였다. 또한 볼에서 마모된 스테인리스스틸 입자는 비정질화되는 SiO2와 상호작용하여 Si-O-Cr을 형성하는 경향이 있다. 이러한 결과는 SiO2와 같이 비교적 경도가 높은 다양한 물질들의 볼 밀링에 의한 원자 구조의 변화 과정을 이해하고, 다양한 지질학적 마찰 과정을 이해하는 데 도움이 될 것이다.

단계석션압 조건에 따른 석션보드드레인 공법의 효율 분석 (Analysis of Efficiency of Suction Board Drain Method by Step Vacuum Pressure)

  • 김기년;한상재;김수삼
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6C호
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    • pp.321-329
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    • 2008
  • 본 연구에서는 전통적인 압밀촉진공법의 단점을 보완하기 위한 방법으로 석션보드드레인 공법을 제안하고, 본 공법의 개량특성을 파악하기 위해, 배수재 종류 및 단계 진공압 조건에 따른 일련의 Column 실험을 실시하였다. 이때 실험 간 발생되는 침하량과 실험 종료 후 발생된 함수비 저감효과 및 강도증진효과를 파악하고, 개량 기간에 따른 압밀도를 파악하여 각 조건에 따른 최적의 석션보드드레인 공법 영향인자를 산정하고자 하였다. 각 배수재(포켓식 성곽형, 코일형, 하모니카 형, 원형 및 열융착식 성곽형배수재) 종류에 따른 개량 효과를 파악하기 위한 실험 결과, Core 형상(원형, 판형)과 필터의 Core 부착 여부(포켓식, 열융착식)에 의해 열융착식 성곽형 배수재와 포켓식 원형배수재의 배수효율이 다른 배수재의 경우 보다 좋게 나타났다. 단계석션압 조건 실험의 경우 최종 단계석션압인 $-0.8\;kg/cm^2$으로의 기간이 짧을수록 개량도가 크게 나타났다. 또한 각 석션압 단계 별 압밀도-적용기간 곡선 상의 변곡점을 이용하여 압밀효과를 극대화 시킬 수 있는 적용기간을 산정할 수 있었다.

변화단계 이론에 근거한 취약계층 노인의 식 행위 관련 요인분석 (Factors Affecting Dietary Behavior Change of Vulnerable Elderly Based on the Stage of Change)

  • 고영;임은실
    • 한국노년학
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    • 제30권3호
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    • pp.695-708
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    • 2010
  • 본 연구는 변화단계 이론에 근거하여 취약계층 노인의 식 행위 변화단계를 파악하고, 식 행위 이행에 영향을 미치는 요인을 파악하는데 목적을 두고 있다. 맞춤형 방문건강관리 대상자 중 노인 사례관리 대상에게 수집된 기초자료를 이용한 2차 분석연구로, 1,262명 중 설문문항에 모두 응답한 984명을 분석대상으로 하였다. 변화단계이론을 기반으로 한 식 행위 변화단계 문항과 일반적 특성, 건강상태, 건강행위로 구성된 설문지를 통해 수집된 자료를 담당 사업부서의 협조로 제공받았다. 자료는 서술적 통계분석, 경향성 분석 및 다변량 로지스틱 회귀분석을 통해 분석하였다. 연구결과 대상자의 24.6%가 계획전단계였으며, 46.1%는 계획단계로 나타났다. 우울할수록, 도구적 일상생활수행능력에 의존적일 수록, 의료급여의 경우가 식 행위 이행에 부정적 영향을 미치는 것으로 나타났다. 취약계층 노인의 영양 상태는 생리적 변화뿐만 아니라 인구학적 특성, 사회경제적 수준 및 건강상태에 영향을 받기 때문에 노인에서의 식 행위 변화단계와 행위에 있어서의 장애요인에 중점을 둔 맞춤형 영양중재가 개발되어야 한다. 특히 식 행위 이행을 위해서는 보유능력을 유지하고 정서적 지지를 함께 제공한다면 더 효과적일 수 있다.

실 규모 물 처리 공정 및 후속 흡착 처리에 의한 오염원 제거 잠재성 평가 (Potential of Contaminant Removal Using a Full-Scale Municipal Water Treatment System with Adsorption as Post-Treatment)

  • 변해일;여건희;응우옌 홍안;김영웅;김동건;이태훈;정설화;최영화;오승대
    • 토지주택연구
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    • 제15권1호
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    • pp.167-177
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    • 2024
  • 본 연구에서는 하이드로사이클론, 응결/응집, 용존공기부상 단일 공정이 결합한 실 규모 물순환 조합공정(HCFD)의 오염 지표수 처리 성능을 평가하였다. 실 규모 물순환 공정은 수질 변동이 큰 유입 원수를 대상으로 안정적인 수처리 효율을 보였으며, 유입수의 주요 수질 지표가 매우 나쁨(BOD, TP, COD) 혹은 약간 나쁨(SS)이었으나, 방류수는 매우 좋음(BOD, SS, TP) 혹은 좋음(COD) 수준으로 향상되었다. 물순환 시스템 방류수의 후속 고도 처리를 위해 활성탄 기반 흡착 공정의 용존성 유기물 및 미량오염물질(잔류의약물질 APAP 및 산업 화학물질 AO7) 처리 잠재성을 평가하였다. 오염원 흡착 특성은 흡착동역학 및 등온 흡착실험과 관련된 모델링 기법을 이용하여 관찰하였다. 실험 결과, 후처리 활성탄 흡착은 잔류 유기물, APAP, AO7 유기물에 대한 높은 오염원 제거 잠재성이 있음이 확인되었으며, 오염원 흡착속도 및 최대 흡착량 값은 유사 2차 반응속도 모델과 Langmuir 등온흡착 모델에 의해 결정되었다. 본 연구 결과, 활성탄 기반 흡착 공정은 기존의 물순환 조합공정과 연계시 수처리 효율을 상호 보완적으로 높이고, 흡착 공정은 전단의 입자 분리 공정으로 제거가 어려운 용존성 오염원의 후속 처리에 대한 높은 잠재성이 있음을 시사한다.

친환경 첨가제로서 잔탄검의 토압식 쉴드 TBM 쏘일 컨디셔닝 적용성 평가 (Evaluation of applicability of xanthan gum as eco-friendly additive for EPB shield TBM soil conditioning)

  • 이수형;최항석;권기범;황병현
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.209-222
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    • 2024
  • 토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

유색 육용계의 사료내 다양한 에너지 및 단백질 수준이 생산 능력, 혈액 성상, 계육 품질에 미치는 영향 (Effects of Dietary Various Energy and Protein Levels on Productivity, Blood Composition and Meat Quality in Cross-Bred Chicks)

  • 정용대;윤명자;류명선;류경선
    • 한국가금학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.57-67
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    • 2009
  • 본 연구는 유색 육용계의 생산성 극대화와 생리에 적합하며 계육 품질 향상을 위해 사료내 적정 에너지와 단백질 수준을 구명하기 위해 실시하였다. 공시동물로 유색 육용계 720 수 준비하였고 초기(0~2주), 전기(3~5주), 중기(6~8주), 후기(9~10주) 총 10주간 사양하였다. 시험 사료의 에너지 수준은 0~10주동안 3,000, 3,100 kcal/kg이며, 사양 초기 단백질 수준은 22%, 전기는 20, 21%, 중기는 18, 19, 20% 처리하였고, 후기는 17, 18, 19%하였다. 조사 항목으로 생산성, 혈액성상, 계육 품질을 조사하였다. 0~2주에 ME 3,100 처리구에서 생산성이 개선되었다(P<0.05). 3~5주에 사료 요구율은 CP(22)21% 처리구가 CP(22) 20% 처리구에 비해 감소되었다(P<0.05). 6~8주의 생산성은 ME와 CP 처리구에서 차이를 나타내지 않았다. 사양 후기(9~10주)에 ME 3,100 처리구는 증체량과 사료 요구율이 개선되었으며, CP($22{\times}21{\times}20$)19% 처리구는 사료 섭취량에서 다른 CP 처리구에 비해 감소하였다(P<0.05). 0~10주에 ME 3,100 처리구의 생산성은 ME 3,000 처리구보다 개선되는 경향을 나타내며 CP 처리구는 증체량과 사료 섭취량에서 차이는 없으나 사료 요구율은 CP($22{\times}21{\times}20$)19% 처리구가 유의하게 감소하였다(P<0.05). ME와 CP간 상호작용은 사양 초기와 전기에 나타났다. 혈중 총단백질은 ME 3,100 처리구가 ME 3,000 처리구보다 증가하였다(P<0.05). 알부민, 총콜레스테롤은 CP, ME 처리구간 차이를 나타내지 않았고 글루코오스는 CP($22{\times}20{\times}19$)18 처리구에서 다른 CP 처리구들보다 증가하였다(P<0.05). 중성지방은 ME, CP 처리구간 차이가 없었다. 가열 감량, 전단력, 보습력은 처리구간 차이를 나타내지 않았다. 그러나 pH는 사료내 에너지 및 단백질 수준에 따른 유의적인 차이가 나타났으며 ME 및 CP 처리구간 상호작용을 나타내었다(P<0.05). 따라서, 유색 육용계의 사양 시기별 단백질과 에너지 수준은 사육 초기에 ME 3,000 kcal/kg, CP 22%, 사육 전기는 ME 3,100 kcal/kg, CP 21%, 사육 중기는 ME 3,100 kcal/kg, CP 18% 그리고 사육 후기는 CP 17%, ME 3,100 kcal/kg 또는 그 이상으로 하는 것이 적정 수준으로 사료된다. 이 결과는 1회의 사양 시험을 통해 도출된 결과이므로 반복 시험을 추가적으로 수행할 필요성이 있다.

투수성 호안의 해수유통을 고려한 유동 수치모델링 (Numerical Hydrodynamic Modeling Incorporating the Flow through Permeable Sea-Wall)

  • 방기영;박성진;김선우;조창우;김태인;송용식;우승범
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제25권2호
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    • pp.63-75
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    • 2013
  • 평택 당진항 내항 2공구 수역은 3개의 투수성 호안으로, 그리고 내항 2공구 동측의 투기장 수역은 2개의 투수성 호안으로 둘러싸여 있다. 2010년 5월에 관측된 내항 2공구 외곽호안 내측 수역과 내항 2공구 투기장 내측 수역의 최대조차는 각각 4.70 m와 2.32 m로서, 동시에 호안 외측에서 관측된 최대조차 8.74 m의 54%와 27%에 달한다. 호안 내 외수위차와 내측 수용적 변화율간의 회귀식을 도출하고, 이 식을 이용하여 투수성 호안의 해수 유통량을 매 계산시간마다 산정하는 모듈을 EFDC 모델에 추가하여 아산만의 3차원 해수유동 수치모형을 구축하였다. 2010년 5월 13~27일의 모의기간에 대하여 주요 5개 분조($M_2$, $S_2$, $K_1$, $O_1$, $N_2$)의 합성조석과 아산, 삽교, 남양, 석문방조제의 담수방류량을 실시간으로 입력하여 해수유동을 모의하였다. 2공구 내측과 2공구 투기장 내측에서 평균고조위, 평균해면과 평균저조위의 실측치에 대한 모델치의 skill score는 96~100%로서 매우 양호한 재현율을 보인다. 투수성 호안의 해수유통을 차단한 모의결과와 비교하면, 최강유속은 주수로를 따라 0.05~0.10 m/s 증가하고, 2공구 외곽호안 외측에서 국지적으로 0.1~0.2 m/s 증가한다. 해저면 전단응력은 유속이 강한 주수로에서 0.1~0.4 $N/m_2$의 범위로 증가하고, 2공구 외곽호안 우각부 주변에서 국지적으로 0.4 $N/m_2$ 이상 증가한다. 본 연구에서 적용한 투수성 호안의 해수유통 모의기법은 대규모 투수성 호안이 유지되는 해역에서 물질의 이류 확산과 해저지형의 침식 퇴적 및 호안 주변의 국부 세굴 등을 모의 예측하는데 유용하게 적용될 수 있다.