• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 추계 학술발표회 2차
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• pp.131-137
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• 2010

`Frost heave' is volumetric extension behavior of soil due to freezing. It could have a bad effect to foundations of infrastructures like building, road, railroad and bridge. Therefore, it is considered as a primary design parameter with 'adfreeze bond' and 'creep deformation' for foundation design in cold region. In some countries, studies for analyzing frost heave in many ways have being performed, however, only a few studies for evaluating frost susceptibility of soils by measuring frost heave rate of frozen soils in Korea. For analyzing frost heave as a foundation design parameter, both frost heaving rate and heaving pressure are should be addressed in study. Hence, in this study, development of experimental apparatus to evaluate frost heave and pressure is suggested.

• Geomechanics and Engineering
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• 제19권2호
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• pp.193-199
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• 2019

A frozen fringe plays a key role in frost heave development in soils. Previous studies have focused on the physical and mechanical properties of the frozen fringe, such as overall hydraulic conductivity, water content and pore pressure. It has been proposed that the thickness of the frozen fringe controls frost heave behavior, but this effect has not been thoroughly evaluated. This study used a temperature-controllable cell to investigate the impact of frozen fringe thickness on the characteristics of frost heave. A series of laboratory tests was performed with various temperature boundary conditions and specimen heights, revealing that: (1) the amount and rate of development of frost heave are dependent on the frozen fringe thickness; (2) the thicker the frozen fringe, the thinner the resulting ice lens; and (3) care must be taken when using the frost heave ratio to characterize frost heave and evaluate frost susceptibility because the frost heave ratio is not a normalized factor but a specimen height-dependent factor.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.67-74
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• 2019

동상은 동토지역에서 발생하는 대표적인 공학적 특성이다. 계절동토(seasonal frost area)에 해당하는 우리나라는 동결융해에 의한 구조적 피해가 발생하고 동상에 관한 연구의 필요성이 증대되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 새롭게 개발한 투명 온도제어형 셀을 활용하여 동상에 관한 연구를 수행하였다. 동상에 민감한 흙을 인공적으로 조성하여 동상민감성 판정에 있어 중요한 인자 중 하나인 물 주입속도(water intake rate)에 관한 분석을 실시하였다. 간극수 동결에 의한 부피팽창(heave by pore water)이 수렴하는 시점 이후에 동상속도(frost heave rate)와 물 주입속도는 거의 유사하게 나타났다. 그러나 물 주입속도를 측정하기 위해 상부 페더스탈에 설치한 O-ring은 몰드 내벽과의 마찰을 발생시켜 동상발생을 저하시켰다. 따라서 물 주입속도를 활용한 동상민감성 판정 기준은 신뢰하기 힘들다고 판단되었으며, 유사한 거동을 보이는 동상속도를 활용하는 것이 적절하다는 결론을 내렸다. 또한, 동상민감성 흙을 활용해 시료크기가 동상에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 시료크기가 다른 2가지 경우에 대해 동상시험을 수행하였으며 상재하중, 온도구배, 그리고 건조단위중량을 동일하게 설정하였다. 실험결과를 토대로 시료크기는 동상에 영향을 미치지 않는다는 것을 발견하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제20권3호
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• pp.1096-1105
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• 1996

A theoretical model of the frost formation has been presented to investigate the characteristics of the growth of frost layer by considering molecular diffusion of water vapor and heat generation caused by sublimation of water vapor in the frost layer. The present model was compared with existing experimental data as well as a previous model. The difference between the present model and existing experimental data was found to be about 6 percent. An analysis for the behavior of frost formation using present model shows a good agreement with the trend for a number of experimentally observed features. The present analysis can also provide the physical understanding on the phenomena of the frost formation.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.256-261
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• 2008

In this study, frost behavior on two dimensional fins of a heat exchanger was experimentally investigated. Temperature distribution on a 2-D fin surface and frost properties were measured in the directions perpendicular to and parallel to airflow. The results indicated that the temperature gradient in the direction perpendicular to airflow was large because of fin heat conduction, while that in the direction parallel to airflow was very small. Frost thickness in the airflow direction decreased from the leading edge towards the trailing edge of the fin due to leading edge effect. The reduction rate of frost thickness in the airflow direction, however, was very small compared with that in the direction perpendicular to the airflow, as affected by the temperature distribution.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제7권
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• pp.101-111
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• 1999

The effect of various conditions of frosting and defrosting on the defrosting behavior of a fin-tube heat exchanger has been examined experimentally. An electric heater is used for defrosting in a fin-tube heat exchanger. There are several local maxima in the water draining rate. The amount of residual water on the heat exchanger after completion of defrosting is kept constant due to surface tension on the heat exchanger. Without considering degradation of the thermal performance due to the frosting, the defrosting efficiency is improved with increasing amount of frost irrespective of the frosting condition. The defrosting behavior is affected by frosting density as well as frost accumulation, both of which vary with the experimental operating conditions. The heat loss to the surrounding air decreases, and melting and defrosting efficiencies show high values with decreasing heat input.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권1호
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• pp.59-66
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• 2019

고로시멘트와 내한촉진제를 병용한 모르타르의 수축특성 및 수축성상에 미치는 영향에 대해 검토했다. 그 결과, OPC, BB 모두 내한촉진제를 첨가함에 따라 굳지 않은 성상에 미치는 영향은 작고, 초기재령부터 압축강도는 커진다. 또한, 내한 촉진제를 표준 사용량 이상으로 다량 사용할 경우에는 초기재령에 있어서의 팽창거동, 특히 강도발현과 팽창성의 관계에 대해 검토할 필요가 있다. 한편, 내한촉진제를 첨가함으로써 OPC, BB 모두 길이변화는 증가하는 경향을 확인할 수 있었다. 내한촉진제를 첨가함에 따라 직경 30nm 이하의 세공량, 특히 직경 20~30nm의 세공량 및 ink-bottle 세공량이 감소하여 수축량은 커지게 되며, 이 범위의 세공량의 변화가 수축성상에 미치는 영향이 크다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권7호
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• pp.29-34
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• 2024

동토지반의 중요한 공학적 특성 중 하나인 동상으로 인해 다양한 피해가 발생한다. 동상 거동을 예측하고자 열-수리 연계 해석이 개발되었으나, 입력변수가 과도하고 주로 점토성 토양의 동상에 대한 신뢰성 평가만 수행되었다. 동상은 점토성 토양과 비교하여 상대적으로 투수계수가 높은 실트질 토양에서 주로 발생하고 있어 주의가 필요하다. 본 연구에서는 비교적 간단하게 동상 거동 예측이 가능한 경험적 모델을 소개하고 실트질 토양을 대상으로 모델의 신뢰성을 검증하였다. 검증이 완료된 모델을 이용하여 핵심 입력변수의 상관관계를 제시하였다. 본 연구에서 도출된 경험적 모델의 상관관계는 향후 동토지반을 대상으로 지반구조물의 열-역학 해석에 활용성이 높을 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권12호
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• pp.5-11
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• 2010

동절기에 암반의 절리면 내의 지하수의 동결 시 부피팽창으로 인해 절리면내 응력이 증가할 것이며, 융해 시 부피감소로 인해 응력이 감소되어 원상태로 회복된다. 동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반사면 내의 피로현상이 누적되면서 암반사면 절리면 내 누적 변위가 증가할 뿐만 아니라 전단강도 역시 지속적으로 감소될 것이다. 동결융해로 인한 응력의 이력현상은 대기의 온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 동절기의 동결융해에 따른 암반사면의 거동을 해석하기 위하여, 계측깊이에 따라 얕은 절리면 깊이의 3지점과 깊은 절리면의 2지점으로, 총 5곳의 실측자료를 분석하였다. 얕은 절리면의 경우 많은 절리면을 가져, 다수의 Kelvin model이 연결된 상태이므로 거동이 복잡한 형태로 나타났다. 암반이 양호한 깊은 절리면의 경우 단순한 Kelvin model이 연결된 상태이므로, 절리면 거동이 단순한 형태로 나타남을 볼 수 있다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.399-405
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• 2010

동결융해과정이 지속적으로 반복되면서 발생되는 응력이력현상으로 인해 암반내의 피로현상이 누적되면서 암반내 누적 변위가 증가할 뿐 아니라 강도 역시 지속적으로 감소된다. 동결융해로 인한 응력의 hysteresis 현상은 대기온도의 영향에 의한 것으로, 일반적으로 점탄성 거동을 하게 된다. 그러므로, 이상물체를 이용한 암반해석을 위해, 일반적으로 점탄성 거동해석에 사용되는 Kelvin 모델을 적용할 수 있다. 또한 다공질암의 동결융해에 따른 열화 과정을 정량적으로 파악하기 위한 새로운 지표를 설정하고자 동결-융해 실험을 실시하였다. 본 연구에서는 다공성 응회암을 이용 동결-융해 실험을 실시 암석의 열화과정의 분석을 시도하였다. 실내실험 결과, 공극률의 변화를 정량화하여 열화특성을 설명하였다. 탄성계수 및 일축압축강도 등 암석의 물성변화를 공극률을 이용 열화 특성 함수로써 표현하였다.