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.
테트라히드로퓨란-물 이성분계에서 용매화전자와 벤젠간의 반응속도 상수를 광분해법으로 측정하였으며, 이때 온도 범위는 $-18{\circ}C{\sim}+51{\circ}C$이였다. 속도 상수를 Arrhenius식에 따라 도시하여 얻은 활성화 에너지는 테트라히드로퓨란 함량이 증가할 수록 감소하였다. 물의 함량이 증가하면 이성분계의 점성도는 감소하고, 또 반응속도 상수도 감소하였으므로 용매화전자의 반응은 확산지배가 아니다. 활성화엔탈피 변화와 이차반응속도 상수는 테트라히드로퓨란의 함량이 39, 49, 75M%일 때 각각 4.90, 2.80 및 $-0.3kcal{\cdot}M^{-1}$과 $8.86{\times}10^8,\;5.14{\times}10^8$ 및 $1.43{\times}10^8M^{-1}sec^{-1}$이었다. 활성화반응 파엔탈피변화, 활성화엔트로피 변화에서 얻은 등속도 온도는 본 실험온도보다 낮은 $244{\circ}K$로 이것은 라메터가 활성화엔트로피 변화라는 것을 의미한다. 활성화 에너지에 대한 용매효과로부터 용매화전자$({e_s}^-)$와 벤젠(B)간의 반응과정 중에 ${e_s}^-+B{\rightleftharpoons}B^-$ 단계는 테트라히드로퓨란 함량이 증가할수록 더욱 더 발열반응성으로 진행되었다.
전통적으로 마을에 인접하여 인위적으로 조성되거나 관리 및 이용되어온 한국의 전통마을숲은 그 역사가 6-7세기까지 거슬러 올라간다. 마을숲 조성의 배경은 흔히 주변의 언덕, 물길과 바람통로 등 마을주변 자연환경과 관련되는 것으로 전해진다, 정착한 마을과 조성된 마을숲간의 위치관계를 지형적 유형으로 특징을 파악하고, 이를 바탕으로 "마을숲"이 "주체인 마을"의 생활환경에 어떤 기여를 하고 있는지에 대해 검토하였다. 약 500개 이상의 문헌조사와 현장 확인을 통해 전남 북지역과 경북지역 40개 마을숲에 대해 항공사진, GIS에 의한 3차원분석 등을 통해 마을숲과 마을 주변의 지형적 관계를 유형화 하고 조성 의미를 고찰하였다. 지형적 특징에 따른 유형별 마을숲은 다양한 생태계 및 생활환경개선 효과를 마을에 제공할 것으로 추정되나, 본 연구에서는 대상지의 위치적 특성이 마을 주민의 생활상에 미칠 수 있는 영향과 마을숲 조성의 효과에 기여할 수 있는 역할에 대해 살펴보았다.
Nickel(Ⅱ)-8-hydroxyquinolinate의 용매추출에 대한 반응속도와 메카니즘을 분광광도법으로 연구하였다. 유기상 chloroform에 있는 8-hydroxyquinoline(HOx) 농도와 물층의 pH값을 변화시켜 가면서 흡광도를 측정하였으며, 흡광도 데이터를 해석하여 반응속도가 oxine농도에 대하여는 1차, [$H^+$]에 대하여는 -1차임을 알 수 있었다. 따라서 추출 반응의 속도결정단계는 1 : 1 금속킬레이트인 $NiOx^+$의 생성단계이며, 속도식은 다음과 같다. -d[$Ni^{2+}$]/dt = k[Ni$^{2+}$][Ox$^-$]=k'[Ni$^{2+}$][HOx]$_0$/[H$^+$]. 이 식의 k'값은 log [Ni$^{2+}$]$_0$/[Ni$^{2+}$]$_t$와 시간을 도시한 기울기로부터 구하였으며, 속도상수 k값은 k' = k ${\times}$ K$_{HOx}$ / K$_{D,HOx}$를 써서 계산하였다. 온도에 따른 속도상수의 변화로부터 계산한 활성화에너지 $E_a$ = 6.26 kcal/mol이었고, 활성화 파라미터인 ${\Delta}$G$^{\neq}_{298}$ = 6.59 kcal/mol, ${\Delta}$H$^{\neq}_{298}$ = 5.67 kcal/mol, ${\Delta}$S$^{\neq}_{298}$8 = -3.09 eu/mol이었다.
자연전위 측정에 의한 산사태나 사면 안정성 모니터링의 기본 연구로 일축 압축에 의한 암석의 파괴 시 수반되는 미소 전위를 측정하였다. 측정시스템은 24 bit의 분해능을 가지며 동시에 8채널 측정이 가능한 A/D 변환기와 일축 압축 시험기, 일축 압축 시 암석의 변형률 측정 장치, 4조의 전위 전극으로 구성된다. 구축된 시스템을 이용하여 화강암, 석회암, 사암의 암석시료와 균질한 시료 상태에서 미소 전위 발생을 모니터링하기 위해 제작한 모르타르 시료에 대하여 실험하였다. 포화된 암석 시료에서는 압력이 가해짐에 따라 모든 시료에서 미소 전위의 발생이 관측되었으며, 하중이 증가함에 따라 발생되는 전위의 세기가 증가하는 것을 확인하였다. 발생 전위의 세기는 사암, 석회암, 화강암의 순으로 크게 나타났는데, 이는 공극률과 비례관계가 있음을 알 수 있었고, 전기동역학적인 관점에서 발생 메커니즘을 설명할 수 있다. 반면, 건조 시료에서는 사암에서만 전위 발생이 관측되었는데 이는 사암에 석영 함량이 많아 발생한 압전 전위에 의한 것으로 이론을 통해 알 수 있었다. 시료에 부착된 4조의 전위전극에서의 측정된 전위세기를 비교한 결과 파괴면에 인접한 전극에서의 전위세기가 다른 전극에 비해 크게 나타나는 것을 확인했다. 이는 다채널 SP 모니터링을 통해 산사태나 사면 붕괴 지점을 미리 예측할 수 있는 긍정적인 결과로서 향후 음향방사(acoustic emission)와 동시에 측정하여 정확한 파괴면과 미소 전위세기와의 정량적 상관관계를 규명할 예정이다.
The major objective of this study was to develop further understanding of 3D nearshore hydrodynamics under a variety of wave and tidal forcing conditions. The main tool used was a comprehensive 3D numerical model - combining the flow module of Delft3D with the WAVE solver of XBeach - of nearshore hydro- and morphodynamics that can simulate flow, sediment transport, and morphological evolution. Surf-swash zone hydrodynamics were modeled using the 3D Navier-Stokes equations, combined with various turbulence models (${\kappa}-{\varepsilon}$, ${\kappa}-L$, ATM and H-LES). Sediment transport and resulting foreshore profile changes were approximated using different sediment transport relations that consider both bed- and suspended-load transport of non-cohesive sediments. The numerical set-up was tested against field data, with good agreement found. Different numerical experiments under a range of bed characteristics and incident wave and tidal conditions were run to test the model's capability to reproduce 3D flow, wave propagation, sediment transport and morphodynamics in the nearshore at the field scale. The results were interpreted according to existing understanding of surf and swash zone processes. Our numerical experiments confirm that the angle between the crest line of the approaching wave and the shoreline defines the direction and strength of the longshore current, while the longshore current velocity varies across the nearshore zone. The model simulates the undertow, hydraulic cell and rip-current patterns generated by radiation stresses and longshore variability in wave heights. Numerical results show that a non-uniform seabed is crucial for generation of rip currents in the nearshore (when bed slope is uniform, rips are not generated). Increasing the wave height increases the peaks of eddy viscosity and TKE (turbulent kinetic energy), while increasing the tidal amplitude reduces these peaks. Wave and tide interaction has most striking effects on the foreshore profile with the formation of the intertidal bar. High values of eddy viscosity, TKE and wave set-up are spread offshore for coarser grain sizes. Beach profile steepness modifies the nearshore circulation pattern, significantly enhancing the vertical component of the flow. The local recirculation within the longshore current in the inshore region causes a transient offshore shift and strengthening of the longshore current. Overall, the analysis shows that, with reasonable hypotheses, it is possible to simulate the nearshore hydrodynamics subjected to oceanic forcing, consistent with existing understanding of this area. Part II of this work presents 3D nearshore morphodynamics induced by the tides and waves.
포스포리파제 D(PLD)는 알코올 존재 하에서 포스파티딜 전달반응이 일어나며 동시에 PLD의 전체 반응속도도 증가하는 것으로 알려져 있다. 이 포스파티딜 전달반응을 자세히 구명하기위해 본 실험에서는 양배추에서 정제한 ${\alpha}$-type PLD를 가지고 여러 종류의 알코올 존재 하에서 포스파티딜 전달반응의 반응속도를 검토하였다. 실험 결과 검토한 1차 알코올들에 의해 PLD의 포스파티딜 전달반응 속도는 기대했던 대로 크게 증가하였다. 부탄올의 경우 2차 반응속도는 $33.33{\pm}1.33M^{-1}sec^{-1}$로 얻어졌으며, 이 전달반응 속도를 물의 농도를 고려한 가수분해 속도($0.078M^{-1}sec^{-1}$)와 비교하면 무려 400배 이상의 격차를 보여주었다. 알코올의 $pK_a$과 포스파티딜 전달반응 속도와의 자유에너지 선형 관계로부터 브뢴스테드 ${\beta}_{nu}$ 값 $0.12{\pm}0.03$을 얻었다. 비교적 적은 ${\beta}_{nu}$ 값으로 미루어보아 끊어지는 포스파티딜-효소 중간체(E-P)의 전이상태는 상당히 해리된 상태일 것으로 추정된다. 이들 결과와 양배추 PLD의 활성부위의 히스티딘 잔기를 참작하여 양배추 PLD의 반응메커니즘을 제안하였다.
최근들어 고체 표면의 젖음성을 향상시키기 위해 표면에 나노/마이크로 기술을 적용하는 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구를 통하여 나노 구조가 표면 젖음성을 향상 시킬 수 있고, 액체 퍼짐은 실 모세관(Capillary wicking)에 의해 형성된다는 것을 확인하였다. 그러나 대부분의 연구는 나노 구조의 작은 스케일때문에 분석하는데 어려움이 있어서 퍼짐현상을 정성적으로 분석하고 있다. 본 연구에서는 마이크로/나노/마이크로-나노 구조를 갖는 실리콘 표면에서의 액적 계면 거동을 정량적으로 분석하였으며, 계면의 거동은 방사광 X선 영상법으로 직접 측면가시화를 진행하였다. 그 결과 모든 구조 표면에서 퍼짐 현상이 발생하였고, 액체 계면의 거동이 서로 다르게 나타났다. 마이크로구조의 경우 일정한 액막 두께를 유지하며 퍼졌고, 나노구조는 완만한 경사를 갖는 것으로 나타났다. 마이크로-나노 구조의 경우 두 가지가 결합된 형태의 퍼짐현상을 보였다. 또한 액체의 퍼짐은 마이크로-나노 구조에서 가장 증진됨을 확인하였다.
KCNQ family constitutes slowly-activating potassium channels among voltage-gated potassium channel superfamily. Recent studies suggested that KCNQ4 and 5 channels are abundantly expressed in smooth muscle cells, especially in lower urinary tract including corpus cavernosum and that both channels can exert membrane stabilizing effect in the tissues. In this article, we examined the electrophysiological characteristics of overexpressed KCNQ4, 5 channels in HEK293 cells with recently developed KCNQ-specific agonist. With submicromolar EC50, the drug not only increased the open probability of KCNQ4 channel but also increased slope conductance of the channel. The overall effect of the drug in whole-cell configuration was to increase maximal whole-cell conductance, to prolongate the activation process, and left-shift of the activation curve. The agonistic action of the drug, however, was highly attenuated by the co-expression of one of the β ancillary subunits of KCNQ family, KCNE4. Strong in vitro interactions between KCNQ4, 5 and KCNE4 were found through Foster Resonance Energy Transfer and co-immunoprecipitation. Although the expression levels of both KCNQ4 and KCNE4 are high in mesenteric arterial smooth muscle cells, we found that 1 μM of the agonist was sufficient to almost completely relax phenylephrine-induced contraction of the muscle strip. Significant expression of KCNQ4 and KCNE4 in corpus cavernosum together with high tonic contractility of the tissue grants highly promising relaxational effect of the KCNQ-specific agonist in the tissue.
본 연구에서는 에너지 방정식에 기초하여 정수 식생이 존재하는 자연하도에 적용 가능한 1차원 수치모형을 제시하였다. 수위계산을 위한 마찰경사는 Darcy-Weisbach의 마찰식에 의해 계산되었다. 각 단면의 전체 Darcy-Weisbach 마찰계수는 하상조도높이, 식생, 식생구역과 비식생구역 사이의 전단저항, 그리고 홍수터와 주수로의 경계면 전단저항을 고려하여 산정하였다. 경계면 마찰계수는 Mertens방법과 Nuding방법에 의해 계산되었다. 제시된 모형을 가상하도에 적용하고 HEC-RAS모형 모의결과와 비교, 검증하였고, 식생밀도 등에 대하여 마찰계수의 민감도 분석을 실시하였다. 모형의 적용성검토를 위하여 독일 Enz강 일부구간을 대상으로 수치모의를 실시하고 실측수위와 비교하였다. 식생이 존재하는 Enz강의 실측수위와 계산수위를 비교한 결과 식생의 영향을 거의 받지 않고 주수로에 흐름이 형성되는 저유량의 경우와 식생의 영향을 지배적으로 받는 고유량 흐름 모두에서 합리적인 수위를 예측하여 제시된 모형의 적용 가능성을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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