• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.55-64
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• 2006

터널과 같은 지하 공동 굴착을 위한 발파로 주변에 손상이 발생하였을 경우, 암반의 역학적 및 수리적 불안정성을 유발하기 때문에 암반의 최종손상영역의 예측은 매우 중요하다 그러나 복잡한 발파거동으로 인해 손상영역을 적절히 예측하는 데에는 상당한 어려움이 따르고 있다. 이러한 어려움을 효과적으로 해결하기 위해 발파하중을 응력파와 가스압으로 분리한 많은 연구가 진행되었다. 응력파는 발파공 주위에 분쇄환(crushing annulus)과 파쇄균열대(fracture zone)를 형성시키며, 상당시간 지속되는 준정적인 가스는 파쇄균열대의 닫힌 균열내부에 침투하여 균열을 다시 진행시키는 역할을 하게 된다. 즉, 가스압은 최종적으로 암반에 손상을 가하는데 기여를 한다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 균질한 무한 탄성평면에서 발파공 주위에 대칭으로 형성되는 방사균열을 모델로 사용하였다. 이 모델에서 균열이 진행할 수 있는 조건과 가스의 질량이 일정하다는 두 가지 조건을 사용하였다. 그 결과 응력확대계수는 균열이 진행할수록 감소하여 최종균열의 길이를 산정하였으며, 또한 발파공에 작용하는 압력도 감소하는 것을 확인하였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.1-11
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• 2016

수압파쇄된 석탄층 메탄가스(coalbed methaen, CBM) 수평정의 생산거동을 예측하고 궁극가채매장량(estimated ultimate recovery, EUR)을 산출하기 위해 감퇴곡선분석, 유동영역분석, 유동물질평형분석을 활용하여 CBM 생산자료를 분석하였다. 가상의 생산자료를 발생시키기 위해 미국의 아팔라치안 분지(Appalachian basin)의 CBM 물성자료를 기반으로 저류층 모델을 구축하였다. 생산자료 분석 결과, 약 6~16년간 천이유동이 발생하였으며, 그 후에 경계지배 유동이 발생하였다. 천이유동 구간의 자료를 활용하여 생산자료 분석을 시행할 경우 예측된 생산자료와 가상의 생산자료 간의 큰 오차가 발생하였으며, 생산거동 예측이 불가함을 확인하였다. 경계지배유동의 생산자료 분석 결과, 1년 이상의 자료를 가지고 있을 때 EUR 오차율 5%이내에서 생산거동 예측이 가능한 것으로 확인되었다.

• 터널과지하공간
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• 제10권1호
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• pp.80-91
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• 2000

석회석의 노천 채굴법은 갱내 채굴법에 비하여 채수율, 품위조절, 원가, 안전면에서 유리한 것으로 인식되고 있으나 발파로 인한 지반진동, 소음, 분진 등 환경 오염원을 유발시키며 특히 지형과 산림을 훼손한다 본고에서는 백두대간에 인접한 한라 석회석 광산을 모델로설정하고 연구하였다. 환경 오염원을 저감시키고, 원 지형 및 산림의 보존을 위하여 노천 채굴과 함께 갱내 채굴을 동시에 채택할 것을 제의한다. 갱내 채굴의 경우 중단 채굴법을 추천하며 이때 한 광획의 크기는 80(높이)$\times$70(너비)$\times$(100~120m)(연장)이며, 태수율은 약 42%로 예상된다. 환경오염 저감을 위한 대책도 제시하였다. 파쇄입도의 조정을 위하여 암반태 불연속면의 발달 상태를 고려하고, 장약공 밑부분과 중간부분의 장약밀도를 변경해야 한다. 환경오염 저감의 한 방안으로 차폐벽의 채택과 갱내 채굴시 출광 가능량 등을 검토하였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권10호
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• pp.63-71
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• 2021

Using fossil fuels in existing industrial systems causes a variety of social problems. Recently, many studies have been conducted on bio-refineries, which aim to actively utilize biomass to reduce the use of fossil fuels and solve various social problems. Among them, research using microalgae as a third-generation biomass has attracted considerable attention. Microalgae use inorganic matter to produce organic matter, and cell destruction is necessary to extract useful organic materials from microalgae. The extracted organic materials are currently used in various industrial fields. Numerous cell-destruction methods exist. We have investigated cell disruption by sonication, especially its efficiency. Ultrasound is a sound wave with frequencies above 20 kHz, and destroys cells by sending high energy through a cavitation that occurs, according to the characteristics of the sound wave. The Dunaliella salina microalgae used in this study was cultured in a flat-type photobioreactor. Experiments were performed using a batch low-frequency processing device. Logistic model was applied to analyze the results of cell-destruction experiments using ultrasound. The proper conditions for the most efficient cell destruction were OD 1.4(microalgae concentration)), 54watt(output power) and 200mL(microalgae capacity).

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.57-65
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• 2022

본 연구에서는 폭약과 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 고체(Lagrangian)와 유체(Eulerian)를 혼합 모델링하기 위해 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) 방법을 선택하였다. 시간의존적 해석은 발파공정 시간 동안 수행되었다. 폭약과 매질(공기 또는 물)을 유한 요소망으로 모델링하였고, 발파공은 시작점(폭약)에서 발파공벽에 도달하는 전파 속도와 충격력을 결정할 수 있는 강체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 물의 전파속도와 충격력은 공기의 경우보다 컸다. 추가로 발파 작업의 실제 현장을 모델링하고 시뮬레이션하였다. 암석은 탄소성체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 충전매질이 물인 경우 순간 충격력이 더 크고, 파쇄블록 크기는 더 작은 것으로 나타났다. 반면 발파공배면에서의 충격량은 물인 경우에 더 작았는데, 이는 파쇄에 충격에너지가 상당부분 사용되고, 파쇄로 인한 감쇠 효과에 의해 주변의 고체를 통한 압력 전파는 공기보다 작아지기 때문이다. 이로써 충전매질로서 물이 공기보다 경제성이 더 높다는 것이 입증되었다.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.56-63
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• 1999

암석은 불연속면들에 의해 다양한 방식의 거동을 보인다. 이러한 암석의 복잡한 파괴와 변형거동을 해석하기 위한이전의 많은 연구들은 균열모델의 개발에 중점을 두었다. 본 연구에서는 석탄과 같은 파쇄 암석에 대해 활주균열모형과 전단균열모형의 타당성을 검토하였고 모델을 수치해석에 적용하였다. 수치해석을 수행하기 위해 여러 방식으로 유한 요소 프로그램을 수정하였다. 2차원 해석에서 횡등방성을 설명하기 위하여 대칭축의 방향에 대해 응력-변형률 관계를 수정하였고, 균열성장에 따른 유효탄성계수의 변화를 계산하였다. 2차원 실내 단축압축시험의 가단한 예를 해석하였으며 해석결과는 실내시험에서 구한 결과와 일치하였다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.263-266
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• 2003

균열암반내의 수리적 유동 특성을 파악하기 위하여 다양한 물리검층을 수행하였다. 물리검층법은 시추공 주변 지층이나 공내수의 물리적 또는 유동 특성의 연속적인 측정이 가능한 장점을 지니고 있어 최근 지하수 조사나 환경오염 분야에 활용이 점점 증가하는 추세이다. 본 연구는 균열 암반내에서 지하수의 유동 특성 파악에 효과적인 Heat-pulse type의 유향ㆍ유속검층을 이용하여 시추공과 교차하는 파쇄대의 수리적인 연결 특성을 파악하였다. 특히, 양수를 병행하면서 취득한 유향ㆍ유속검층 자료는 시추공내로 지하수가 유입 또는 유출되는 구간을 정확하게 파악할 수 있었다. 이들 결과는 지하수 수치모델 설정, 각종 공내 수리시험 등에 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제13권3호
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• pp.222-228
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• 2008

본 논문은 해저 연약지반 위를 주행하는 시험집광기의 동적거동 해석을 다루고 있다. 시험집광기는 단괴채집장치, 무한궤도, 단괴파쇄기, 샤시프레임, 전기 전자 시스템으로 구성되어 있다. 시험집광기의 공기 중 무게는 8,600 kg이며, 수중에서의 시험집광기의 평균접지압은 6.0 kPa이다. 상용해석 프로그램인 RecurDyn-LM과 Visual Fortran 90을 이용하여 시험집광기의 동적거동 해석 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였다. 상용해석 프로그램(RecurDyn-LM)에서 제공되는 사용자 정의 서브루틴을 이용하여 연약지반역학 모델 및 유체저항력 모델을 구축하였으며, 이를 통하여 해저 시험집광기의 동적거동 해석을 수행하였다. 궤도속도, 지반조건, 항력계수 및 추가질량 계수의 변화에 따른 시험집광기의 동적응답을 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.69-86
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• 2022

철도는 정시성과 수송능력을 갖춘 여객 및 물류 운송 수단으로서 널리 사용되고 있다. 근래의 급격한 건설기술의 발전으로 철도는 대륙과 대륙, 대륙과 섬을 잇는 다양한 해저철도의 건설이 계획되고 있으며 국내에는 보령 해저터널(2021), 가덕 해저터널(2010) 등 유사 설계 및 시공 경험이 축적되고 있다. 그러나 최근 국내외적으로 다양한 규모의 지진이 빈번하게 발생함에 따라 지진위험에 대한 인식이 증대되고 있으며, 국내 지진의 발생빈도 또한 증가하고 있다. 해저터널에 대한 지진의 영향은 매우 복잡하나 주로 지반조건, 지진하중 등에 의하여 큰 차이를 보일 수 있다. 본 연구에서는 외부수압이 작용하는 가상의 해저철도 쉴드터널에 대하여 지반구성과 지진파 의한 영향을 파악하기 위하여 토사, 암반, 복합지반 및 파쇄대로 구성된 4 가지 지반조건을 반영한 3차원 수치해석 모델을 구축하였다. 각 해석 모델에 대하여 장주기, 단주기, 그리고 장단주기 특성을 모두 가지는 인공지진파를 각각 적용하여 유한차분해석법에 의한 동적해석을 수행하여 변위 및 터널 부재력 응답을 검토하였다. 그 결과 터널 변위는 토사지반에서 터널 진행방향에 연직방향 지진하중이 작용 시 장주기파의 영향이 우세하고 암반지반에서는 단주기파의 영향이 우세한 결과를 얻었다. 또한 국부적 취약구간인 파쇄대에서는 인공지진파의 영향이 우세하였다. 터널 세그먼트의 부재력 검토 결과 지반 및 세그먼트의 구속효과로 인하여 지진하중이 변위보다 부재력에 미치는 영향이 크게 나타남을 확인하였다. 

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.157-171
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• 2022

전기비저항 토모그래피는 지하의 토양이나 암석 매질의 전기비저항 분포를 결정하는 대표적인 지구물리탐사법이다. 전극 배열에 따른 비저항의 깊이 분해능과 감도분포를 수치모델 자료를 대상으로 계산하고 해석한 결과 균질 매질에서의 천부 분해능은 웨너, 슐럼버저, 쌍극자 배열순으로 감소하며 깊이에 따른 최대 탐지능은 그 역순으로서 0.11-0.19 L (L: 전극사이의 간격) 깊이범위에서 계산되어 쌍극자 배열이 가장 좋았다. 전극 배열에 따른 비저항의 깊이 분해능과 감도분포의 효과를 살펴보기 위해 땅밀림 파괴면의 두 가지 형태(평면, 곡선), 수직 파쇄대, 규장질 및 고철질 화성암의 풍화층에 대한 수치 모델링 자료를 사용하였다. 표토층 하부의 수직파쇄대와 땅밀림 특히 원호 파괴면의 영상화 결과에서는 쌍극자 배열법이 효과적이었으며 천부의 불연속면과 풍화층의 분해능은 웨너법에서 상대적으로 좋게 나타났다.