• Geomechanics and Engineering
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• 제30권4호
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• pp.373-382
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• 2022

Unsaturated soil at high suctions is widespread. Many civil engineering projects are related to the hydro-mechanical behavior of unsaturated soils at high suctions, particularly in arid and semiarid areas. To investigate water retention behaviors of nine clayey soils (one is classified as fat clay and the others are classified as lean clay according to the unified soil classification system), the high suction (3.29-286.7 MPa) was imposed on the specimens at zero net stress by the vapor equilibrium technique. In this paper, the effect of void ratio on the water retention behavior at high suction was discussed in detail. Validation data showed that soil types, i.e., different mineralogical compositions, are critical in the soil water retention behavior at a high suction range. Second, the hysteresis behavior at a high suction range is mainly related to the clay content and the specific surface area. And the mechanism of water retention and hysteresis behavior at high suctions was discussed. Moreover, the maximum suction is not a unique value, and it is crucial to determine the maximum suction value accurately, especially for the shear strength prediction at high suctions. If the soil consists of hydrophilic minerals such as montmorillonite and illite, the maximum suction will be lower than 10⁶ kPa. Finally, using the area of hysteresis to quantify the degree of hysteresis at a high suction range is proposed. There was a good correlation between the area of hydraulic hysteresis and the specific surface area.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제86권4호
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• pp.443-459
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• 2023

This study investigates the theoretical thermal buckling analyses of thick porous rectangular functionally graded (FG) plates with different geometrical boundary conditions resting on a Winkler-Pasternak elastic foundation using a new higher-order shear deformation theory (HSDT). This new theory has only four unknowns and involves indeterminate integral variables in which no shear correction factor is required. The variation of material properties across the plate's thickness is considered continuous and varied following a simple power law as a function of volume fractions of the constituents. The effect of porosity with two different types of distribution is also included. The current formulation considers the Von Karman nonlinearity, and the stability equations are developed using the virtual works principle. The thermal gradients are involved and assumed to change across the FG plate's thickness according to nonlinear, linear, and uniform distributions. The accuracy of the newly proposed theory has been validated by comparing the present results with the results obtained from the previously published theories. The effects of porosity, boundary conditions, foundation parameters, power index, plate aspect ratio, and side-to-thickness ratio on the critical buckling temperature are studied and discussed in detail.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권4호
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• pp.433-443
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• 2023

The current paper discusses the dynamic and stability responses of cross-ply composite laminated plates by employing a refined quasi-3D trigonometric shear deformation theory. The proposed theory takes into consideration shear deformation and thickness stretching by a trigonometric variation of in-plane and transverse displacements through the plate thickness and assures the vanished shear stresses conditions on the upper and lower surfaces of the plate. The strong point of the new formulation is that the displacements field contains only 4 unknowns, which is less than the other shear deformation theories. In addition, the present model considers the thickness extension effects (ε_z≠0). The presence of the Winkler-Pasternak elastic base is included in the mathematical formulation. The Hamilton's principle is utilized in order to derive the four differentials' equations of motion, which are solved via Navier's technique of simply supported structures. The accuracy of the present 3-D theory is demonstrated by comparing fundamental frequencies and critical buckling loads numerical results with those provided using other models available in the open literature.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권5호
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• pp.453-465
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• 2024

This paper presents a logarithmic shear deformation theory to study the thermal buckling response of power-law FG one-dimensional structures in thermal conditions with different boundary conditions. It is assumed that the functionally graded material and thermal properties are supposed to vary smoothly according to a contentious function across the vertical direction of the beams. A P-FG type function is employed to describe the volume fraction of material and thermal properties of the graded (1D) beam. The Ritz model is employed to solve the thermal buckling problems in immovable boundary conditions. The outcomes of the stability analysis of FG beams with temperature-dependent and independent properties are presented. The effects of the thermal loading are considered with three forms of rising: nonlinear, linear and uniform. Numerical results are obtained employing the present logarithmic theory and are verified by comparisons with the other models to check the accuracy of the developed theory. A parametric study was conducted to investigate the effects of various parameters on the critical thermal stability of P-FG beams. These parameters included support type, temperature fields, material distributions, side-to-thickness ratios, and temperature dependency.

• 암석학회지
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• 제28권3호
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• pp.157-169
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• 2019

경상남도 하동군 화개면 지리산 불일폭포에 분포하는 선캄브리아시대 고원생대의 화강암질편마암 노두에서 관찰되는 중생대 백악기 이후에 형성된 것으로 추정되는 슈도타킬라이트를 대상으로 야외 산상과 구조지질학적 특성, 암석기재, 전자현미경 관찰, 지화학적 분석 등을 수행하였다. 연구지역 노두에서 동일한 전단영역에 발달한 취성변형작용의 산물인 단층암은 슈도타킬라이트와 엽리상 파쇄암으로 분류된다. 이들 중에서 단층작용에 수반된 암회색 슈도타킬라이트들의 산출형태는 수 mm~수 cm 단위의 두께로 단층면을 따라 발달한 '단층세맥형'과 단층세맥형의 슈도타킬라이트로부터 그 용융물이 주변암에 주입되어 형성된 '주입세맥형'으로 구분된다. 이들 슈도타킬라이트의 암석 슬랩과 박편에서는 유리질 내지 탈유리화된 기질부에 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 등 잔류광물들의 쇄설성 조직, 만입경계가 발달한 반정, 반응연, 산화물의 물방울 모양구조, 행인상구조, 빠른 냉각으로 형성된 유리, 유동구조 등이 관찰된다. 또한, 슈도타킬라이트의 주성분 및 광물의 조성은 일반적인 염기성 암맥과 달리 모암인 화강암질편마암의 조성과 거의 동일하게 나타난다. 이상의 관찰과 분석은 아주 천처에서 고속 미끌림의 지진성 단층운동으로 발생한 마찰열로부터 모암의 마모와 선별적인 용융의 결과로 생성된 슈도타킬라이트임을 지시한다. 본 연구에서 완전히 규명하지 못한 슈도타킬라이트의 명확한 생성연대, 생성 온도와 깊이, 운동학적 특성과 관련한 단층의 변위와 길이, 단층 미끌림 속도 등에 관해서는 후속연구로부터 밝힐 예정이다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.77-95
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• 2022

고남산 반려암 복합체는 경기도 포천군 관인면 일대에 분포하고, 마그마 분화과정의 결과 다양한 반려암질 화성암과 Fe-Ti oxide 광화작용으로 구성되며, 후기 화성작용 동안 반려암질 페그마타이트와 휘석-인회석-저어콘 우세 암석들은 다시 반려암질 모암을 관입하고 있다. 반려암질 페그마타이트는 다양한 규모와 형태로 반려암질 모암의 몬조섬록암과 산화물 반려암(oxide gabbro)을 관입하고, 고품위 Fe-Ti oxide 광화작용과 공간적으로 밀접하게 산출한다. 반려암질 페그마타이트는 구성광물에 따라 사장석-각섬석 우세와 휘석-감람석 우세 페그마타이트로 세분되며, 두 암상은 명확한 암상경계를 갖는다. 사장석-각섬석 페그마타이트는 휘석, 티탄철석, 스핀, 인회석, 흑운모가 부수적으로 주 구성광물의 간극을 채운다. 부분적으로 거정의 라스(lath)상 사장석(An_2-26Ab_72-98Or_0-2) 결정 간 각진 공간을 각섬석이 충전하는 간립상 조직(intergraunlar texture)을 보인다. 휘석-감람석 페그마타이트는 암회색 내지 흑색을 띠며, 부수적으로 자철석, 티탄철석, 첨정석, 방해석, 인회석 등이 함께 산출한다. 휘석(En_35-36Fs_8-9Wo₅₅)과 감람석(Fo_84-85Fa_15-16)은 부분적으로 세립의 자형 감람석을 거정의 휘석이 에워싸는 포이킬리틱 조직(poikilitic texture)을 보인다. Fe-Ti oxide 광물은 자철석과 티탄철석으로 구성되고, 주로 먼저 형성된 규산염 광물들의 간극을 충전한다. 그 결과로 Fe-Ti oxide 광물들은 주변 규산염광물들과의 경계부를 따라 각섬석과 흑운모로 구성된 반응연(reaction rim)이 발달한다. 자철석은 결정 내 다량의 산화용리(oxyexsolved)된 격자형(trellis type) 티탄철석과 첨정석 엽편을 포함하고, 자철석 호정원소인 Ti, Al, Mg, V 등이 농집되어 있다. 반려암질 페그마타이트와 반려암 모암 간 암상경계와 광물학적 비평형은 반려암질 페그마타이트의 형성이 마그마 분화과정 중 반려암 모암으로부터 현 위치에서 직접적으로 형성되기 보다는 Fe-부화 멜트(혹은 용액)로부터 현 위치로 이동 후 집적되었을 것으로 사료된다. 따라서 후기 화성활동의 추가 연구는 반려암질 마그마의 분화과정 뿐 아니라, 마그마 분화과정의 결과로 반려암질 암석 내에 형성된 Fe-Ti oxide 광화작용을 이해하는데 중요한 정보를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국광물학회지
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• 제15권3호
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• pp.195-204
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• 2002

광물조성과 노출표면적(exposed surface area)은 토양풍화속도 계산모델에 영향을 미치는 중요한 요인들이다. PROFILE 등 기존의 풍화속도 계산모델에서는 입도분석자료에 기초한 기하학적 계산값이나 $N_2$-BET 비표면적 등을 그대로 노출표면적으로 적용하고 있다. 그러나, 토양은 광물과 유기물의 혼합체로써 노출표면적을 정확히 구하기는 상당히 어려운 것이 사실이다. 본 연구에서는 유기물의 영향에 의한 토양광물의 노출표면적변화를 토양 깊이에 따른 peroxidation 전후의 N2-BET 비표면적값을 통해 살펴보고, 토양칼럼실험을 이용하여 풍화속도의 차이를 살펴보았다. 실험결과 peroxidation 후의 $N_2$-BET 비표면적은 1.68~4.87 $m^2$/g의 범위에서 증가하였으며, 깊이에 따라 증가하는 범위가 감소하는 경향을 보여주었다 이는 부식산 등 토양표면에 농집되어 존재하는 다양한 형태의 유기산 등이 광물의 노출표면적을 감소시키고 있다는 것을 의미한다고 할 수 있다 기존의 토양풍화속도 모델에서 토양광물 노출표면적변화 계산에 있어서 광물-유기산간의 결합에 의한 영향을 결합세기 측면에서 고려하고 정량화 하는 것이 향후과제라고 생각된다.

• 한국안광학회지
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• 제18권2호
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• pp.213-229
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• 2013

목적: 본 연구는 시력발달에 중요한 시기인 성장기에 있어서 영양소 섭취가 시력에 미치는 영향과 상관성을 분석하였으며, 이와 관련하여 소득 상위집단과 소득 하위집단의 청소년을 대상으로 굴절력과 상관성을 갖는 영양소를 조사하였다. 방법: 본 연구는 보건복지부가족부 질병관리본부에서 시행한 2010 국민건강영양조사 자료를 기준으로 하였으며, 탄수화물과 지방은 2010 국민건강영양조사의 기준이 불분명하여 식약청이 제시한 330 g과 51 g을 기준으로 하였다. 영양소의 분류는 크게 다량영양소(에너지, 식이섬유, 단백질, 탄수화물, 지방), 지용성 비타민(비타민 A), 수용성 비타민(비타민 C, 리보플라빈, 나이아신), 미량무기질(철), 다량무기질(칼슘, 인, 나트륨, 칼륨), 수분으로 굴절력과 비교분석 하였다. 결과: 전체 소득수준 상에 해당하는 328명을 대상으로 영양소 섭취의 평균과 굴절력과의 상관성을 조사했다. 지방의 영양소의 경우 6~18세를 대상으로 하루 권장섭취량(112~540 g)에 2~10배보다 적은 $54.21{\pm}32.60$ g을 섭취하고 있는 것으로 조사되었으며, 지방의 섭취량과 굴절력은 통계적으로 유의한 상관성을 나타냈다(우안: p=0.033, 좌안: p=0.029). 전체 소득수준 하에 해당하는 대상자 309안을 대상으로 영양소 섭취의 평균과 표준편차 값 그리고 굴절력과의 상관성을 조사하였다. 인은 $1118.75{\pm}501.98$ mg으로 높은 섭취량을 나트륨은 $3705.24{\pm}2089.42$ mg으로 하루 평균 권장섭취량 보다 약 3배 많이 섭취하는 것으로 나타났으며, 이는 다른 다량무기질 영양소와 달리 굴절력과 p=0.031의 상관성을 나타내었다. 결론: 시력발달에 중요한 성장의 시기에 다양한 영양소의 균형 잡힌 고른 섭취 및 좋은 식습관은 건강한 성장과 더불어 건강한 시력을 유지하는데 충분히 영향을 미칠 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권3호
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• pp.448-462
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• 2020

식이 영양에 의한 충분한 영양분 섭취는 치매에 의한 뇌 인지 기능의 저하의 위험성을 줄일 수 있는 중요한 수단이다. 설포라판은 뇌 인지 기능 개선효과가 있는 것으로 알려져 있는 영양 성분으로, 설포라판이 다량으로 포함된 브로콜리 추출물은 인지 기능 개선 효과가 좋을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 제주도 탈염 용암해수 재배로 제조한 브로콜리 추출물이 뇌 인지 기능 개선 효과를 가지고 있는지 시험하였다. 제주도 용암해수는 유용 미네랄 (아연, 바나듐, 게르마늄)이 풍부해서, 용암 해수에서 재배한 작물은 유용미네랄 함량이 높은 것으로 알려 져 있다. 제주도 탈염 용암 해수를 사용해서 재배한 브로콜리 추출물의 화학 조성 중 설포라판과 글루코라판 성분을 분석하기 위해 LC-Q-orbitrap 질량 분석기를 사용하였고, 설포라판의 정량 분석을 위해 HPLC 를 사용하였다. 브로콜리 추출물의 신경 세포 사멸 억제 효과와 항 염증 효과를 시험하기 위해 SH-SY5Y 세포를 사용한 실험을 수행하였고, 시냅스 가소성 촉진 효과를 시험하기 위해 SH-SY5Y 세포에서 시냅스 가소성 관련 단백질의 발현 변화와 아세틸콜린 분해 효소의 활성 변화를 측정하였다. 이러한 실험들을 수행한 결과 탈염 염지하수로 재배한 브로콜리 추출물은 신경 세포 사멸 억제 효과와 항염증 효과가 있음을 확인 하였고, 시냅스 가소성 관련 단백질 발현을 증가 시키고 아세틸콜린 분해 효소의 활성을 억제해서 시냅스 가소성을 증가 시키는 효과가 있는 것을 확인 하였다. 이상의 결과들은 제주도 탈염 용암해수로 재배한 브로콜리 추출물이 치매에 의한 뇌 인지 기능 저하를 억제하는 좋은 식이 영양분으로 사용될 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.283-298
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• 2022

본 연구에서는 경상북도 울진 왕피리에 소재한 보암 Li 광산의 조장석-스포듀민 페그마타이트와 그 주변에 형성된 외영운암(exogreisen)의 광물 지화학 조성을 EDS로 분석하고 그 의미를 고찰하였다. 보암 광산은 화성활동 단계와 영운암화 단계의 두 단계를 거쳐 형성되었다. 전자에서는 조립질 내지 중립질의 스포듀민, 조장석, 석영, K-장석으로 구성된 조장석-스포듀민 페그마타이트가 관입하였으며, 후자에서는 페그마타이트의 조장석화 및 영운암화 과정에서 세립의 조장석 및 이와 공생하는 백운모, 녹주석, 인회석, 컬럼바이트족 광물(CGM, columbite group mineral), 마이크롤라이트, 석석 등이 형성되며 화성활동 단계의 광물을 부분적으로 교대하였다. 이 과정에서 주변암인 장군석회암과 맥의 경계면에는 전기석, 석영, 백운모로 구성된 외영운암이 형성되었다. 광물 지구화학 분석 결과에 따르면 화성활동 단계 대비 영운암화 단계에서 녹주석과 백운모에 Cs 함량이 더 높고 CGM의 Ta/(Nb+Ta) 또한 더 높게 나타난다. 이 같은 사실은 영운암화에 관여한 용융체가 페그마타이트를 형성한 용융체에 비하여 더 많은 분화 과정을 거쳤음을 지시한다. 영운암화 단계에서 형성된 인회석의 조성은 Cl이 결핍되고 F가 부화되어 있어 보암 광산이 S형 화강암 기원의 Li-Cs-Ta(LCT) 페그마타이트에 해당하는 특성을 지닌다. 화성활동 단계에 형성된 중립질의 조장석은 평균 0.28 wt.%의 P₂O₅를 갖는데 비해 영운암화 단계에 형성된 세립질의 조장석은 EDS 검출한계 미만의 P₂O₅를 지닌다. 영운암화 단계에 형성되는 인회석과 마이크롤라이트는 화성활동 단계 대비 Ca가 부화되었음을 지시한다. 따라서, 조장석 내 P의 결핍은 용융체에 있던 P가 주변암으로부터 Ca가 공급됨에 따라 인회석의 형태로 소진되어 결핍된 결과로 해석할 수 있다. 외영운암의 전기석은 중심에서 외곽으로 갈수록 Ca를 비롯한 2가 양이온의 함량이 증가하고 그에 따라 Al의 함량이 감소하는 화학적 누대구조를 보인다. 이는 영운암화 단계에서 장군석회암으로부터 용융체에 Ca가 점차 공급되었다는 가설에 부합한다.