• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.133-141
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• 2007

굴착손상영역(EDZ)은 굴착으로 인해 현지 암반이 역학적으로 손상을 입게 되어 응력상태, 변위상태, 암반의 안정성, 지하수의 흐름상태 등에 변화가 일어나는 영역을 의미한다. EDZ의 역학적 특성과 관련한 많은 연구들이 수행되었지만, EDZ에서의 지하수 유동 특성에 관한 연구는 아직 부족한 수준이다. 따라서 본 연구에서는 굴착으로 인해 굴착면 주변의 수리적 간극이 늘어나는 영역을 산정하여 '수리적 굴착손상영역'이라 정의하고 이를 위해 수리-역학적 상호작용(coupling)해석을 수행하였다. 이는 개별 불연속면 망의 생성을 통한 역학적, 수리적 변화의 모사가 가능한 개별요소법(discrete element method; DEM)을 이용하여 수행하였다. 이를 통해 EDZ에서 지하수의 흐름에 영향을 미치는 각종 조건들(불연속면의 간극, 불연속면 군의 방향, 불연속면 군의 길이, 불연속면의 각도 등)의 변화와, 응력분포, 지하수의 유동 등으로 인해 수리적 간극 값이 어떻게 변화하는지를 파악하였다. 이 결과를 토대로 수리적 간극이 커지는 영역, 수리적 EDZ를 공동 주변의 불연속면 방향에 수직 방향으로 존재하는 타원형의 형태로 모델링 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.67-75
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• 2008

개별요소방법은 재료의 미시적 거동 및 불연속적 거동과 관련하여 지반공학 분야에서 그 활용이 증가하고 있으나, 기존 개별요소 방법들은 입자형태의 재료들간 상호작용을 위주로 연구되었으며, 이는 지반공학 분야에 개별요소 방법을 제한적으로 적용하는 주요 원인이 되었다. 최근 기존 개별요소 방법에 흙, 암반 및 투수성 매질에서의 물 흐름을 고려한 수리연동 기법의 적용연구(Kawaguchi et al., 2003; Shimizu, 2004)가 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 개별요소방법에 수리연동 기법을 적용하여 수압조건별 지반의 공동생성 및 확장에 대한 수치해석을 실시하였다. 직사각형 해석요소에 입자크기와 초기 간극률 조건에 대한 개별요소 및 경계면 생성 후, 서보 제어방법을 통한 경계면 응력조건을 구현하였다. 수리거동의 고려는 연속방정식과 Navier-Stokes 방정식을 이용하여 압력과 속도를 구한 후, 입자와 유수간의 상호작용을 풀어가는 방식(Tsuji, 1993)으로 수행하였다. 구속압 조건($0.1MP{\alpha},\;0.5MP{\alpha}$)에 대하여 해석모델 중앙지점에 7단계로 증가되는 수평방향 유속을 재하하고, 재하지점 인근의 개별요소 이동 및 지점별 유량, 유속, 압력, 경계면 응력변화 등을 분석하였으며, 해석조건에 따라 개별요소와 수리 영향의 상호거동을 통한 공동생성 및 확장, 한계압력 발생 등을 확인하였다.

• 국제학술발표논문집
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• The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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• pp.432-439
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• 2009

This research project was carried out to develop the technique to assess quantitatively and rapidly the stability of a tunnel by using the measured displacement at the tunnel construction site under excavation. To achieve this purpose, a critical strain concept was introduced and applied to an assessment of a tunnel under construction. The new technique calculates numerically the strains of the surrounding ground by using the measured displacements during excavation. A numerical practical system was developed based on the proposed analysis technique in this study. The feasibility of the developed analysis module was verified by incorporating the analysis results obtained by commercial programs into the developed analysis module. To verify the feasibility of the developed analysis module, analysis results of models both elastic and elasto-plastic grounds were investigated for the circular tunnel design. Then the measured displacements obtained in the field are utilized practically to assess the safety of tunnels using critical strain concept. It was verified that stress conditions of in-situ ground and ground material properties were accurately assessed by inputting the calculated displacement obtained by commercial program into this module for the elastic ground. However for the elasto-plastic ground, analysis module can reproduce the initial conditions more closely for the soft rock ground than for the weathered soil ground. The stability of tunnels evaluated with two types of strains, that is, the strains obtained by dividing the crown displacement into a tunnel size and the strains obtained by using the analysis module. From this study, it is confirmed that the critical strain concept can be fully adopted within the engineering judgment in practical tunnel problems and the developed module can be used as a reasonable tool for the assessment of the tunnel stability in the field.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.89-103
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• 2024

처분 환경에서는 혐기성 부식, 방사선 분해, 미생물 분해와 같은 다양한 원인으로 처분용기와 완충재의 경계면에서 기체가 발생할 수 있다. 기체의 발생 속도가 완충재 내부에서의 확산 속도보다 빠를 경우, 완충재 내부에 기체가 압축되어 공극 압력이 증가함으로써 완충재의 물리적 손상을 유발할 수 있다. 특히 이때 발생한 균열을 통해 기체돌파현상이라 불리는 급격한 기체 이동 현상과 함께 방사성 핵종이 누출될 가능성이 있다. 따라서 처분 시스템의 안전성 평가를 위해서는 이러한 기체 발생 및 이동 현상에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구에는 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 시험 장치를 문헌 연구를 통해 구축하고, 이를 활용하여 한국형 처분 시스템의 완충재 후보 물질 중 하나인 Bentonile WRK (Clariant Ltd.) 분말로 제작한 압축 시료에 대한 기체 주입 시험을 수행하였다. 시험 결과, 완충재 내 기체돌파현상 발생 지점에서 일반적으로 관측되는 특성인 응력 및 압력의 급격한 상승 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 또한 완충재 팽윤으로 기인한 응력의 범위는 4.7~9.1 MPa이었으며, 기체 유입 압력으로 간주할 수 있는 기체돌파현상 발생 시의 압력은 약 7.8 MPa로 확인되었다. 구축된 장치는 향후 완충재의 초기 물성 및 기체 주입 실험 초기 조건에 대한 데이터베이스 구축을 위한 다양한 실험에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제16권4호
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• pp.10-39
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• 1988

This study investigated the temperatures and relative humidities in the semi-greenhouse type solar dryer with a black rock-bed heat storage and without heat storage and outdoor temperature and relative humidity at 9 a.m. and 2 p.m.. A comparison was made of the drying rates, final moisture contents, moisture content distributions, casehardening stresses, drying defects, volumetric shrinkage of dried lumber for solar- and air-drying from the green condition of mixtures of Douglas-fir, lauan, taun, oak and sycamore 25mm- and 50 mm-thick lumber during the same period for four seasons, and heat efficiencies for solar dryer with and without the heat storage for saving of heat energy and the cost of lumber drying using the solar energy. The results from this study were summarized as follows: I. The mean weekly temperatures in the solar dryers were 3 to $6^{\circ}C$ at 9 a.m. and 9 to $13^{\circ}C$ at 2 p.m. higher than mean outdoor temperature during all the drying period. 2. The mean weekly relative humidities in the solar dryers were about 1 to 19% at 9 a.m. higher than the outdoor relative humidity. and the difference between indoor and outdoor relative humidity in the morning was greater than in the afternoon. 3. The temperatures and relative humidities in the solar dryer with and without the heat storage were nearly same. 4. The overall solar insolation during the spring months was highest and then was greater in the order of summer, atumm, and winter month. S. The initial rate of solar drying was more rapid than that of air drying. As moisture content decreased, solar drying rate became more rapid than that of air drying. The rates of solar drying with and without heat storage were nearly same. The drying rate of Douglas-fir was fastest and then faster in the order of sycamore, lauan, taun and oak. and the faster drying rate of species, the smaller differences of drying rates between thicknesses of lumber. The drying rates were fastest in the summer and slowest in the winter. The rates of solar drying during the spring were more slowly in the early stage and faster in the later stage than those during the autumn. 6. The final moisture contents were above 15% for 25mm-thick air dried and about 10% for solar dried lumber, but the mean final MCs for 50mm-thick lumber were much higher than those of thin lumber. The differences of final MC between upper and lower course of pile for solar drying were greater than those of pile for air drying. The differences of moisture content between the shell and the core of air dried lumbers were greater than those of solar dried lumber, smallest in the drying during summer and greatest in the drying during winter among seasons. 7. Casehardening stresses of 25mm- and 50mm-thick dried lumber were slight, casehardening stress of solar dried lumber was severer than that of air dried lumber and was similar between solar dried lumber with and without heat storage, Casehardening stresses of lumber dried during spring were slightest and then slighter in the order of summer, autumn, and winter. Casehardening stresses of Douglas -fir, sycamore and lauan were slight, comparing with those of taun and oak. 8. Maximum initial checks of 25mm-thick lumber occurred above and below fiber saturation point and those of 50mm-thick lumber occurred in the higher moisture content than thin lumber. As the moisture content decreased, most of checks were closed and didn't show distinct difference of the degree of checks among drying methods. The degree of checks were very slight in case of Douglas-fir and lauan, and severe in case of taun and oak. The degree of checks for 50mm-thick lumber were severer than those for 25mm-thick lumber. 9. The degree of warpage showed severe in case of oak and sycamore lumber, but no warping was found in case of Douglas-fir, lauan and taun. 10. The volumetric shrinkages of taun and oak were large and medium in case of Douglas-fir, lauan and sycamore. 11. Heat efficiencies of solar dryer with heat storage were 6.9% during spring, 7.7% during summer, 12.1% during autumn and 4.1% during winter season. Heat efficiency of solar dryer with heat storage was slightly greater than that of without heat storage. As moisture content of lumber decreased, heat efficiency decreased.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.57-70
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• 2009

UAM(Umbrella Arch Method)의 효과 및 역학적 보강메커니즘에 대한 연구는 국내외에서 수치해석 및 실험 등을 통하여 상당한 진척이 이루어졌으나 실제 설계 및 적용에 있어서는 아직도 3차원 해석의 해석시간과 복잡성 등의 제약 때문에 UAM의 보강영역과 지반과의 환산물성을 이용하는 정량적이지 못한 2차원해석이 주로 사용되고 있다. 이러한 이유로 합리적, 이론적, 정량적이면서도 손쉽게 수행할 수 있는 설계 및 해석기법이 요구되고 있다. 본 연구에서는 UAM의 보강효과가 미치는 범위를 파악하고 그라우팅 전 후의 강관저변지반 물성변화를 파악하기 위하여 연직방향의 UAM 현장실험 및 실내시험을 수행하였다. 풍화토, 풍화암 지반에 UAM 적용시 그라우트의 주입에 의한 주변지반의 물성치 증가는 미미하며, 강관외부와 천공구경 사이의 공간 및 강관내부에 형성된 시멘트구근과 강관으 강성만이 지반보강 효과에 기여한다는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 내공변위제어법(CCM; Convergence Confinement Method) 개념을 바탕으로, 2차원 축대칭해석을 실시하여 막장효과, UAM효과와 지보재효과를 종단변위곡선(LDP)으로 나타내었다. 또한, 2차원 평면변형률 해석시 UAM의 지보효과를 내압의 크기로 변환하여 이를 고려하는 하중분담법을 제안하였다. 이 방법과 기존의 등가환산물성을 적용하는 해석을 비교한 결과, 지반조건, 터널의 심도 및 크기, 강관조건, 초기응력상태 등에 따라 차이가 있지만, 기존의 해석방법에서의 변위량이 새로운 방법에 비해 더 크게 발생하는 것으로 나타나, UAM의 종방향 빔 지지효과를 제대로 평가하지 못하는 것으로 나타났다.