미고결 암석에 대한 Creep 특성을 분석하고자 Burger 모델을 이용하였다. Burger 모델은 자료쌍 D(u,t)으로부터 4개의 역학적 매개변수를 결정 하여야 한다. 본 연구에서는 수학적 개념 해를 적용하여 매개변수를 결정 하였다. 미고결 암석에 대한 Burger 모델의 결정된 매개변수를 이용하여 Creep을 3년간 가속시켰다. 그 결과 Creep 거동은 수렴이 되지 않고 지속적인 변형거동을 보였다. 따라서 본 광산에서는 Roofbolt 보다 U-Beam 적용이 안정성 측면에서 더 적합 할 것으로 분석 되었다.
본 연구에서는 포항이암을 대상으로 다양한 경계조건에서의 creep 시험을 수행하여 이암의 시간의존적 특성을 분석하였으며, 이를 바탕으로 기존에 발표된 creep에 대한 점탄성 모델 및 경험식들과 비교 분석함으로써 더 합리적으로 creep 특성을 평가할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. Creep 시험결과를 Griggs(1936), Cottrell(1952) 및 Singh(1975)이 제안한 경험식에 대하여 분석한 결과, 전반적으로 응력수준 및 함수비가 증가할수록 creep 상수가 증가하는 경향을 나타내었다. 또한, Singh의 경험식에 의한 예측치는 실측치와 매우 높은 상관성을 보이고 있는 것을 확인할 수 있었으며, 이로부터 이암의 크리프 거동을 해석함에 있어 Singh의 경험식을 적용함이 바람직할 것으로 판단된다. 유동학적 모델인 Burger 모델에 의한 예측치와 실측치를 비교한 결과, 매우 좋은 일치를 보이고 있음을 알 수 있으며, 이로부터 이암의 크리프 거동을 해석함에 있어 Maxwell 요소와 Kelvin 요소를 직렬로 연결한 Burger 모델을 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
The stress relaxation and creep characteristics of fruits have usually been fit to an exponential expression based on a generalized Maxwell model and Burger's model. It is known that two to three terms in the expansion of those models are necessary to obtain a satisfactory fit to the rheological characteristics of fruits. Since four to six constants appear in the models, it is very difficult to determine their physical meaning according to the experimental conditions and levels. Therefore in order to ease the comparison of data, this study was conducted to develop the linearized rheological model of the fruit from the previous studies of stress relaxation and creep characteristics of fruits. Stress relaxation and creep characteristics were able to normalize and presented in the linear form of $t/S(t)=K_1+k_2t$ and $t/C(t)={K_1}^{\prime}+{K_2}^{\prime}t$, respectively. It was possible to compare the effects of experimental conditions and levels much easier from the linearized models developed in this study than from the generalized Maxwell model and Burger's model.
경사충격파와 와류간의 상호작용에 관한 수치적 해석은 경사충격파에 기인한 와류붕괴 의 발생에 관한 이론적 모델 및 실험치와 비교하기 위해 수행되었다. 본 연구의 해석을 위해 마하수에 기초한 Roe의 기법 (RoeM) 과 2-방정식 난류 모델을 이용하여 3차원 난류 유동장을 효과적으로 계산하였다. 자유류 마하수 2.49에서 와유세기, 축방향속도 성분, 충격파 세기의 변화에 따른 상호작용의 영향을 연구하였다. 2-방정식 난류모델인 k-wSST 난류모델과 적절히 모델링된 와류모델을 이용하여 수치연구를 수행함으로써 실험적으로 관찰된 여러 유동장을 정확히 모사할 수 있었다. 경사충격파에 기인한 와류붕괴의 발생에 관한 기준을 결정하기 위한 본 연구결과는 이론적 모델과 실험치와 일치된 결과를 보여주고 있음을 확인하였다.
암석의 시간 의존 변형거동은 암석의 가장 근본적인 역학적 성질 중의 하나이며, 크립거동의 특성과 메커니즘에 대한 연구는 지하 암반 구조물의 장기적 안정성을 평가하는데 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 화강암을 대상으로 단축압축하중 하에서 크립시험을 실시하였고, 수분과 응력 수준을 달리하여 각각의 조건에 따른 크립 특성을 비교, 분석하였다. 크립시험 결과 화강암은 1차, 2차 및 3차로 확연히 구분된 크립거동을 보였다. 1차 크립거동은 대체로 24시간 내에 종결되었으며, 2차 크립 변형률은 단축압축강도에 대한 재하응력의 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 일정 응력하에서 화강암의 최대강도는 시간에 따라 감소하는 경향을 보였다. 완전 포화된 시료는 자연 건조된 시료보다 훨씬 큰 크립 변형량 및 변형률을 보였으며, 포화시료의 파괴강도 및 파괴시간은 급격히 감소하였다. 본 연구의 크립시험 결과를 버거모델(Burger's model) 및 이전 연구자들에 의해 제안된 두 개의 경험적 모델에 적용하여 크립의 유동상수를 구하였다. 세 개의 모델 모두 화강암의 크립거동을 잘 나타내었으나, 그 중 버거모델이 실험결과와 가장 잘 일치하였다. 각각의 모델에서 결정된 유동상수들은 함수량과 응력 수준에 영향을 받았다. 또한 본 실험결과에 기초하여 자연건조 및 완전 포화된 화강암 시료에 대하여 응력 수준과 시간의존변형의 경험적 관계식을 유도하였다.
한국 재래식 밀국수와 냉면국수의 유체 변형성을 규명하기 위하여 실험실에서 제작한 tensile tester를 이용하여 creep test를 실시하였다. 국수를 삶는 시간과 삶은후 저장하는 시간에 따라 기계적 모델파라 메터의 크기가 변하는 정도를 측정하였다. 대부분의 삶은 국수 시료는 6-element Voigt 모델로 설명될 수 있었다. 밀국수의 경우 국수를 삶는 시간이 경과함에 따라 순간탄성(instantaneous elasticity)이 감소 되었으며, 지연탄성(retarded elasticity)과 지연점성(retarded viscosity)은 삶음 초기에 크게 감소되어다. 반면에 뉴우턴 점성은 삶음 시간에 크게 감소되었다. 반면에 뉴우턴 점성은 삶은 시간에 따라 서서히 감소되었다. 삶은 밀국수를 저장하는 시간에 따라 지연시간(retardation time)과 뉴우턴 점성이 급격히 감소되었다. 냉면국수와 삶음시간이 경과함에 따라 순간탄성과 지연탄성이 계속적으로 감소하는 반면 뉴우턴 점성은 최적 삶음시간에서 최고치를 나타내었다. 삶음시간이 경과함에 따라 냉면국수는 4-element Burger's모델로 그 기계적 성질을 표현할 수 있었다.
본 연구에서는 필댐 사력부 전단파 속도 주상도 결정시 물성치 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 평가된 불확실성이 반영된 국내 필댐 사력부를 위한 전단파 속도 주상도 모델을 제안하였다. 이를 위하여 평가된 불확실성을 바탕으로 국내 필댐 사력부에 존재 가능한 깊이-전단파 속도 곡선 400개를 결정하고, 이에 대한 통계분석을 통하여 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 곡선을 결정하였다. 결정된 곡선을 바탕으로 Burger 모델 형태의 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 주상도 모델을 결정하였다. 결정된 모델은 국내에서 많이 사용되고 있는 Sawada-Takahashi 모델과 비교하였다.
암석의 점탄성적 성질에 기인하는 크리프 특성에 대한 이해는 일정하중 하에서 시간에 대한 변형으로 장기적인 지반거동을 예측할 수 있는 중요한 요소이다. 포항지역에 분포하는 제3기 두호층 이암의 크리프 특성을 파악하기 위하여 암석의 기본적인 물성, 역학적 특성 및 크리프 시험을 실시하였다. 대상 이암은 illite 및 chlorite 등 점토광물을 26% 함유하고 있어 큰 크리프 변형을 보였으며, 평균 일축압축강도는 $462{\;}kg/\textrm{cm}^2$ 이었는데, 크리프 시험은 일축압축강도의 40-70% 일정 응력수준에서 수행하였다. 시험 결과 얻어진 시간-변형률 곡선으로부터 암석의 크리프 특성을 규정하는 다양한 경험식 및 이론식의 크리프 상수를 도출하였는데, 그 중 Griggs 경험식 및 Burger 모델의 이론식이 이암의 크리프 특성을 가장 잘 반영하는 것으로 평가되었다. 또, 순간탄성변형률은 응력수준에 정비례하여 증가하였으나, 1차 크리프의 변형률 속도는 응력의 크기와 무관하게 시간 경과에 따라 비슷한 양상으로 감소하였다.
냉면 국수를 제조함에 있어 전분과 밀가루의 혼합비와 식염 및 알카리 첨가제의 첨가량에 따른 국수발의 기계적 성질의 변화를 creep test로 측정하였다. Creep test의 초기 변형율을 정확히 측정하기 위하여 VTR시스템으로 사진을 찍어 분석하였다. 국수발의 creep 커브는 Burgers의 4-element모델로 분석될 수 있었다. 반죽에 전분의 비율의 높아질수록 삶은 국수발의 순간 탄성치와 뉴우턴 점성치는 감소 하였다. 90% 전분을 포함한 반죽에 식염을 가할 경우 식염농도 4 % 수준까지는 순간탄성이 감소하였다. 알카리 첨가제 첨가시 국수발의 순간탄성, 지연탄성, 지연시간 및 뉴우턴 점성치들이 불규칙하게 변하였으며 그 효과를 일관성 있게 나타낼 수 없었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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