• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.259-266
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• 2020

사면안정공법 중 락볼트 공법은 터널이나 흙막이공법에도 널리 적용되는 공법이나 불안정한 지반을 보강하기 위한 축력이 시간이 경과됨에 따라 감소되고 천공된 원지반과 충진재 사이의 강도가 현저히 줄어들어 내구성이 떨어지거나 설계 성능을 발현하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 본 연구는 성능저하 문제를 해결할 수 있는 요철형 굴착공법 개발을 목표로 드릴링 장비의 개발 및 적용성 평가를 수행하였다. 개발된 드릴비트의 성능평가를 위해 100MPa이상의 암석을 확공굴착 하여 검증하였고, 요철형성 효과에 대한 평가를 위해 요철유무에 따른 실험체를 제작하여 성능실험 및 평가를 수행하였다. 실험결과 요철이 형성된 모델은 요철이 없는 모델의 인발저항 임계하중인 468.7kN의 약 1.7배로 평균값 801.6kN을 나타내어 그 효과를 충분히 확인하였다. 암석과 그라우트 접촉면이 파괴되기 전 암석의 취성으로 인해 실험체가 먼저 파괴되어 요철형성 모델의 임계하중 측정은 불가능 했으나, 암석 파괴하중 도달 전 그라우트 충진부의 슬립이 전혀 발생하지 않았고, 암석파괴시의 하중이 요철이 없는 모델의 임계하중을 충분히 넘어선 점을 감안하면 요철 확공직경이 20mm 증가했음에도 불구하고 저항능력이 획기적으로 늘어날 것으로 기대된다. 향후 최적 요철형성 락볼트 공법개발을 위한 수치해석 모델개발 및 변수연구와 추가 실험에 본 연구의 결과가 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권12호
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• pp.5-11
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• 2023

도로나 태양광 발전시설의 인위적으로 조성된 지반이 집중호우와 같은 강우에 의해서 약화되면서 발생되는 산사태, 토석류 등에 의해 경제적 피해가 발생하고 있다. 인위적으로 조성된 지반의 안정성을 파악하기 위해서 지층의 구성상태, 역학적 특성등의 지반정보 확인이 매우 중요하다. 하지만 조사부지가 대부분 급경사로 이루어지거나 진입로가 대부분 없기 때문에 지반정보를 확인하기 위해 일반적으로 사용되고 있는 시추장비와 표준관입시험의 수행이 쉽지 않다. 본 연구에서는 소형화한 오거시추 장비와 자동낙하장치를 적용한 동적콘관입시험(Dinamic Cone Penetrometer, DCP) 장비를 개발하여 산지태양광 부지에서의 적용성을 확인하기 위하여 콘저항값 및 동적콘관입시험값과 표준관입시험값의 상관관계를 분석하였다. 그 결과 콘저항값은 q_c = 0.46 N, 동적콘관입시험값(N_d)는 N_d = 1.58 N으로 기존연구자들의 결과와 유사한 값을 확인하여 그 신뢰성을 확보하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제7권6호
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• pp.101-111
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• 2006

현장타설말뚝은 상부의 연약층을 관통하여 하부의 강한 암반층 상부에 거치시키는 경우, 말뚝은 선단지지말뚝으로 간주되며, 최소단면에서 말뚝에 발생하는 응력이나 실제 요구되는 설계기준에 따라서 작용하중은 결정된다. 연약하거나 풍화된 암반의 일정 깊이까지 현장타설말뚝을 설치하는 경우, 선단지지력과 주면저항력에 의해 지지력이 발현된다. 선단지지력 성분은 말뚝의 극한지지력에서 큰 비중을 차지한다. 그러나, 일반적으로 주면저항력은 선단지지력에 비해 훨씬 작은 말뚝 침하시 발현된다. 또한, 선단지지력은 근입부 바닥에 잔존하는 슬라임에 의해 영향을 받는다. 따라서, 근입부에 슬라임을 얼마나 잘 확인하는가와 시공법에 따라 선단지지력의 신뢰도는 결정되게 된다. 이것은 실제로 매우 어렵고 고가이며, 깊은 근입부에서는 더욱 심각하다. 따라서 이들 요소들로 인해서 작용하중하에서 말뚝의 거동은 주면저항력에 의해 지배되게 된다. 따라서 현장타설말뚝의 거동예측을 위한 연구는 주로 주면저항력 발현기구에 관심을 가지게 되는 것이다. 본 연구에서는 말뚝 두부에서의 하중 조건을 변화시켜가며 암반에 근입된 현장타설말뚝의 거동 차이를 분석하기 위하여 수치 해석을 수행하였다. 또한, 거칠기 요소의 모델링 유무에 따른 주면부 거동 특성도 조사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권1호
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• pp.63-75
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• 2020

터널 발파의 최외곽에서 발생할 수 있는 과대 여굴은 작업자 및 장비의 안전에 저해되며 숏크리트 등 지보량의 증가로 공사 비용이 증가시키는 주요 원인이다. 이러한 여굴은 화약 에너지와 암반의 특성 간의 복잡한 발생 메커니즘으로 인해 완벽한 제어가 매우 어렵다. 본 연구는 여굴 발생의 중요한 원인인 암반의 공학적 특성 중 무지보 막장 상태, 단축압축강도, 풍화도 및 불연속면의 특성(빈도, 상태 및 불연속면과 최외곽선과의 각도) 등과 발생한 여굴의 깊이와의 관계를 feed-forward 인공신경망을 통해 분석하였다. 이를 통해 통해 얻어진 각 인자의 가중치를 기초로 여굴저항도(Overbreak Resistance Factor: ORF)를 개발하였다. 더불어 여굴저항도를 이용한 터널 발파 여굴 관리 시스템을 제안한다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.918-921
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• 2000

Micro-machining, one of the non-traditional machining techniques, can achieve a wanted shape of the surface using metal dissolution with electrochemical reaction and can be applied to the metal such as high tension, heat resistance and hardened steel. The workpiece dissolves when it is positioned close to the tool electrode in electrolyte and the current is applied. Traditional machining has been used in the industries such as cutting, deburring, drilling and shaping. The aim of this work is to develop Micro-machining techniques for micro shape by establishing appropriate machining parameters of micro-machining

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권1호
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• pp.1-16
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• 2011

The inverse problem about the theoretical analysis of a drill string bending in a channel of an inclined bore-hole with localized geometrical imperfections is studied. The system of ordinary differential equations is first derived based on the theory of curvilinear flexible elastic rods. One can then use these equations to investigate the quasi-static effects of the drill string bending that may occur in the process of raising, lowering and rotation of the string inside the bore-hole. The method for numerical solution of the constructed equations is described. With the proposed method, the phenomenon of the drill column movement, its contact interaction with the bore-hole surface, and the frictional seizure can be simulated for different combinations of velocities, directions of rotation and axial motion of the string. Geometrical imperfections in the shape of localized smoothed breaks of the bore-hole axis line are considered. Some numerical examples are presented to illustrate the applicability of the method proposed.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권2호
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• pp.23-30
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• 2022

After drilling, reaming is required to process a workpiece for obtaining an excellent surface quality. In general, a cermet is defined as a "composite of a ceramic hard phase and metal-bonded phase." Cermets have excellent abrasion resistance, thermal resistance, and performance in finishing operations that require surface roughness and processing precision. However, although cermets have significant advantages, research on them is insufficient. In this study, workpiece SM45C was machined using drills and cermet reamers. The cermet reamer was processed for drag finishing for 0, 4, and 6 min. The experimental results showed the effects of drag finishing on surface roughness and dimensional accuracy.

• Geomechanics and Engineering
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• 제31권3호
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• pp.249-263
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• 2022

The specially-shaped Polycrystalline Diamond Compact (PDC) cutter is widely used in drill bit design due to its advantages of high rock cutting efficiency, strong impact resistance and long service life in hard and abrasive formation drilling. A detailed understanding of rock cutting behavior of worn specially-shaped PDC cutter is essential to improve the drilling efficiency and decrease the drilling costs. In this paper, the theoretical models of two new principles (loading performance (LP) and cutting performance (CP)) are derived for evaluating the cutting process of worn specially-shaped cutter, the theoretical models consider the factors, such as cutter geometry, aggressiveness, stress state, working life, and rock cutting efficiency. Besides, the numerical model of heterogeneous granite is developed using finite element method combined with Voronoi tessellation, the LP and CP of 12 kinds of worn specially-shaped PDC (SPDC) cutters are analyzed. The results found that the mechanical specific energy (MSE) of worn cutters first increase and then decrease with increasing the cutting depth, and the MSE increase with the increase of back rake angle except for Conical cutter and Wedge-shaped cutter. From the perspective of CP, the worn PDC cutters are more suitable for the smaller cutting depths, and the back rake angle has little effect on the CP of the specially-shaped worn PDC cutters. Conical cutter, Saddle-shaped cutter and Ellipse-shaped cutter have the highest CP value, while Rhombus-shaped cutter, Convex cutter and Wedge-shaped cutter have the lowest value in selecting cutters. This research leads to an enhanced understanding of rock-breaking mechanisms of worn SPDC cutters, and provides the basis to select of specially-shaped PDC cutters for the specific target formation.

• 한국기계가공학회지
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• 제16권4호
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• pp.16-23
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• 2017

CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) has many industrial applications due to its low weight and high strength properties. Due to its superior properties, for example, excellent resistance to fatigue wear, corrosion, and breakage from fatigue, it has been widely applicable to aircraft, automotive, and medical industries and so on. The main machining for CFRP is drilling, and route milling. In case of drilling, the machining defects such as the delamination of each layer, uncut fiber, resin burning, spalling, and exit burrs are inevitable. The issue to remove such kind of defects is necessary to make CFRP parts successful. From this point of view, this paper investigates the removal effectiveness of machining defects existing at exit region with different type of tool geometries. Consequently, based on the experiments, the tool geometry is most impact factor to remove uncut fiber or resin.

• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.32-38
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• 1998

For the purpose of monitoring the abnormal state in proportion to cutting in automatic production process, the 3 kinds of specimens different from mechanical properties by austempering through temperature variation were manufactured, and the effects of tool wear on thrust and AE RMS was analyzed with sequential drilling in in-process. When the ADI specimens were drilled, the relationship of thrust and AE RMS with flank wear was studied through experiments, and it is confirmed that the reliable wear state is able to be monitored by using these signals. It was shown that thrust and AE RMS increased slowly till flank wear reached to V$_{B}$ = 0.25mm, and they increased steeply over the value. The effective tool exchange time was able to be pre-estimated by using this fact. It was validated that the tool breakage was able to be detected on the real time by monitoring in in-process.s.