• 한국지반공학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.5-17
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• 2018

본 연구에서는 연약지반에서의 재하/제하에 대한 안정해석과 응력-변형 해석시 전단 파라미터(UU; Unconsolidated Undrained, CU; Consolidated Undrained(전응력), ${\bar{CU}}$ ; Consolidated Undrained(유효응력))에 따른 초기 지중응력, 강도, 응력-변형 특성을 평가하였다. 시공단계를 고려한 유한요소 해석시 입력하는 전단 파라미터에 따라 초기 지중응력과 이후 해석 결과가 달라질 수 있음을 확인하였다. 특히, Mohr-Coulomb 모델의 입력 파라미터인 내부마찰각(Phi)을 0으로 입력하여 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동을 해석할 경우 잘못된 결과를 도출 할 수 있다는 것을 확인하였다. 전응력 파라미터, CU를 초기 및 전단시 일괄 적용한 해석과 유효응력 파라미터, CU에서 전응력 파라미터, CU로 변경한 해석 결과가 큰 차이를 보이지 않았다. 따라서, 연약지반에 대한 수치해석시 CU 파라미터를 적용하여도 초기 지중응력과 이후 응력-변형 거동에 큰 차이 없이 예측할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 실무에서 적용하기 편한 방법으로 실제 흙의 거동과 동일한 강도를 갖는 Mohr-Coulomb 모델의 전단 파라미터를 산정하는 방법을 제안하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제27권3호
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• pp.147-155
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• 2011

The ceramic coatings are excellent materials of cutting tools and sliding parts. To evaluate the wear characteristics of very thin ceramic coated layer, it is very important to investigate its wear process microscopically. An effective method for investigating the wear of a thin layer is the observation of wear process in microscopic detail using in-situ system. In this study, using the SEM Tribosystem as in-situ system, the microscopic wear mode of TiN coatings was investigated in repeated sliding. As results, four modes were observed for TiN coatings: Ploughing, powder formation, flake formation and coating delimitation. The observation of the microscopic wear by in-situ system can clarify the allowable stress of TiN coating.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.431-438
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• 2005

In this paper, the characteristics of excessive horizontal stress components in Korea were studied using the in-situ hydraulic fracturing stress measurement data over five hundred in 110 individual test boreholes. Based on the in-situ testing data, the magnitude and orientation of the horizontal stress component and variation of stress ratio (K) with depth were investigated. And also horizontal stress magnitude versus depth relationships and distribution limits of stress ratio components were suggested. For the subsurface space above 310 m depth in the entire territory, the stress ratio has a tendency to diminish and be stabilized with depth, but for some areas, it was revealed that the excessive horizontal stress fields with stress ratio close to 3.0 below 200 m in depth have formed. The result of investigation for excessive horizontal stress regions indicates that there exist several regions above 300 m in depth where localized excessive horizontal stresses enough to induce potentially brittle failure around future openings have formed.

• 한국광학회지
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• 제4권3호
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• pp.260-265
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• 1993

실시간(in-situ) 스트레스측정 간섭계를 사용하여 이온보조증착에 의해 Ti$O_2$ 박막이 성장되는 동안에 박막내부의 스트레스를 측정하였다. 박막두께에 따른 스트레스의 변화는 이온빔에 의한 압축스트레스와 표면온도의 의해 결정되는 표면확산의 평형에 의해서 정성적으로 설병되어지며, 측정결과는 스트레스가 성장되는 박막에 전달되는 이온빔의 운동량에 따라 증가한다는 Windischmann의 모델과 일치하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.149-161
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• 2008

특수한 지질조건을 제외하면 이론적이거나 물리적인 방법으로 특정지역의 정확한 암반 초기응력 상태를 예측하기는 거의 불가능하다. 이는 토목공학이나 광업개발과 관련된 문제에 있어 암반 응력에 대한 신뢰성 있는 정보를 얻는 유일한 방법은 현장 측정에 위해서만 가능함을 의미한다. 1990년대 이후 국내 경상분지 영역 내암반 구조물 설계단계에서 정량적인 정보를 획득하기 위해 많은 현장 초기응력 측정이 수행되어 오고 있다. 본 논문의 연구지역은 경상분지의 지표로부터 심도 300 m 미만 지하공간으로 위치적으로 동쪽의 부산에서 서쪽으로는 여수를 포함하는 광범위한 지역을 포함한다. 현장 초기응력 측정은 대부분 지표 시험공을 이용하여 심도 $14m{\sim}300m$ 영역에서 수압파쇄법에 의해 총 270회 시행되었다. 본 논문에서는 현장 측정 자료를 바탕으로 전체 연구지역에 현재 형성되어 있는 초기응력 상태, 화강암류와 안산암류 지역에서의 초기응력 분포 특성 차이에 대해 논의하고자 한다. 그리고 마지막으로 부산 일원과 양산 단층대 지역 내 수평응력 방향성의 국부적 분포 양상에 대해 소개하도록 하겠다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권3호
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• pp.213-222
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• 2024

Determination of jointed rock mass properties plays a significant role in the design and construction of underground structures such as tunneling and mining. Rock mass classification systems such as Rock Mass Rating (RMR), Rock Mass Index (RMi), Rock Mass Quality (Q), and deformation modulus (Em) are determined from the jointed rock masses. However, parameters of jointed rock masses can be affected by the tunnel depth below the surface due to the effect of the in situ stresses. In addition, the geomechanical properties of rocks change due to the effect of metamorphism. Therefore, the main objective of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between rock mass properties and some parameters related to the depth of the tunnel studied. For this purpose, the field work consisted of determining rock mass parameters in a tunnel alignment (~7.1 km) at varying depths from 21 m to 431 m below ground surface. At the same excavation depths, thirty-seven rock types were also sampled and tested in the laboratory. Correlations were made between vertical stress and depth, horizontal/vertical stress ratio (k) and depth, k and Em, k and RMi, k and point load index (PLI), k and Brazilian tensile strength (BTS), Em and uniaxial compressive strength (UCS), UCS and PLI, UCS and BTS. Relationships were significant (significance level=0.000) at the confidence interval of 95% (r = 0.77-0.88) between the data pairs for the rocks taken from depths greater than 166 m where the ratio of horizontal to vertical stress is between 0.6 and 1.2. The in-situ stress parameters affected rock mass properties as well as metamorphism which affected the geomechanical properties of rock materials by affecting the behavior of minerals and textures within rocks. This study revealed that in-situ stress parameters and metamorphism should be reviewed when tunnel studies are carried out.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권6호
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• pp.527-536
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• 2020

An elastic-plastic solution for cavity expansion problem considering strength degradation, undrained condition and initial anisotropic in-situ stress is established based on the Tresca yield criterion and cavity expansion theory. Assumptions of large-strain for plastic region and small-strain for elastic region are adopted, respectively. The initial in-situ stress state of natural soil mass may be anisotropic caused by consolidation history, and the strength degradation of soil mass is caused by structural damage of soil mass in the process of loading analysis (cavity expansion process). Finally, the published solutions are conducted to verify the suitability of this elastic-plastic solution, and the parametric studies are investigated in order to the significance of this study for in-situ soil test.

• Geomechanics and Engineering
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• 제14권2호
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• pp.203-209
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• 2018

Reliable estimation of compressive as well as tensile in-situ stresses is critical in the design and analysis of underground structures and openings in rocks. Kaiser effect technique, which uses acoustic emission from rock specimens under cyclic load, is well established for the estimation of in-situ compressive stresses. This paper investigates the Kaiser effect on marble specimens under cyclic uniaxial compressive as well as cyclic uniaxial tensile conditions. The tensile behavior was studied by means of Brazilian tests. Each specimen was tested by applying the load in four loading cycles having magnitudes of 40%, 60%, 80% and 100% of the peak stress. The experimental results confirm the presence of Kaiser effect in marble specimens under both compressive and tensile loading conditions. Kaiser effect was found to be more dominant in the first two loading cycles and started disappearing as the applied stress approached the peak stress, where felicity effect became dominant instead. This behavior was observed to be consistent under both compressive and tensile loading conditions and can be applied for the estimation of in-situ rock stresses as a function of peak rock stress. At a micromechanical level, Kaiser effect is evident when the pre-existing stress is smaller than the crack damage stress and ambiguous when pre-existing stress exceeds the crack damage stress. Upon reaching the crack damage stress, the cracks begin to propagate and coalesce in an unstable manner. Hence acoustic emission observations through Kaiser effect analysis can help to estimate the crack damage stresses reliably thereby improving the efficiency of design parameters.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2008년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.79-88
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• 2008

1994년 처음으로 국내 지반공학자들에게 소개된 수압파쇄 시험법은, 측정장비 및 해석방법에 있어서 많은 발전을 이루어 왔다. 파이프라인 타입이었던 제1세대 수압파쇄 시험장비는 다루기가 쉽지 않았고 파이프 연결부위에서의 압력 누설 문제가 대두되면서, 제2세대라 불리는 와이어라인 타입으로 보완된 바 있으나, 기존의 시스템에 비해 많은 장점을 가짐에도 불구하고 공기압축기를 별도로 설치해야 하는 문제점을 여전히 안고 있어, 2004년 이후 이를 모두 포함하는 현재의 제3세대 all-in-one 시스템으로 보완된 바 있다. 장비의 발전과 함께, 응력해석을 위한 소프트웨어의 발전도 꾸준히 진행되어온 바, 불확실한 결정값으로 인해 가장 다루기 어려운 균열폐쇄압력에 대하여 여러 가지 기법을 적용함으로써 가장 합리적인 값을 도출해내는 방법의 개발이 그 한 예가 될 것이다. 이러한 지난 10여년 간의 기술발전과 함께 국내 대부분의 지역에서 수행된 수압파쇄시험을 통하여 대한민국의 거의 전 지역에 대한 측정결과들을 축적할 수 있었으며, 현재 이 결과값은 터널굴착을 위한 기초설계단계에서 널리 활용되고 있다. 향후 해저터널의 건설과 관련하여 해상에서의 수압파쇄 초기응력측정법 또한 꾸준히 개발되고 있으나, 지금까지 축적된 내륙에서의 초기응력 측정값이 해저터널의 안전한 설계를 위해 직간접적으로 사용되어지길 기대하며, 현재까지 수압파쇄시험을 통해 얻어진 한반도의 초기응력의 평균 크기와 방향을 지질학적 특성결과와 관련 지어 제시하고자 한다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권4호
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• pp.265-272
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• 2023

The aim of this study was to develop a new in-situ observation method and instrument in micro-scale to investigate the mechanism of stress corrosion cracking (SCC) initiation of Ni-base alloys in a high temperature water environment of pressurized water reactors (PWRs). A laser confocal microscope (LCM), an autoclave with diamond window view port, and a slow strain-rate tester with primary water circulation loop system were components of the instrument. Diamond window, one of the core components of the instrument, was selected based on its optical, chemical, and mechanical properties. LCM was used to observe the specimen in micro-scale, considering the experimental condition of a high-temperature primary water environment. Using in-situ method and instrument, it is possible to observe oxidation and deformation of specimen surface in micro-scale through the diamond window in a high-temperature primary water in real-time. The in-situ method and instrument developed in this work can be utilized to investigate effects of various factors on SCC initiation in a high-temperature water environment.