• 지질공학
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• 제26권1호
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• pp.33-49
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• 2016

연구지역인 울산시 신암리 지역은 각섬석화강암을 기반암으로 하여 이를 관입하고 있는 규장질 및 고철질 암맥, 열수주입과 관련된 석영맥 그리고 단층파쇄대가 형성되어 있다. 이 지역에는 역학적으로 균질한 화강암이 우세하게 발달하는 지역이지만 지역적으로 발달한 암맥의 영향으로 불연속면을 형성하여 지반의 불안정과 단층의 재활을 유도하였다. 이러한 화강암 내 불연속면에 집중된 응력의 특성을 해석하기 위하여 우리는 N-S방향으로 트렌치를 개설하였고, 이를 통해 노출된 지질구조요소들을 활용하여 단열발달사 및 이와 관련된 고응력 방향을 추론하기 위하여 기하학적 및 운동학적 분석을 실시하였다. 이를 위해 먼저 연구지역에 발달하는 단열들 간의 상호절단관계와 인접한 지역에서 수행된 선행연구들을 토대로 구조변형사를 수립하였으며, 단열발달 시 작용한 고응력 방향을 유추하여 최대수평주응력(σ_Hmax)과 최소수평주응력(σ_Hmin)으로 나타내었다. 단열분석 결과 (1) 기반암인 각섬석화강암 관입 이후 적어도 NNE-SSW, ENE-WSW, E-W, WNW-ESE 방향의 단열들이 존재하였을 것으로 추정되며, 이후 (2) NNE 내지 N-S 방향의 σ_Hmax/E-W 방향의 σ_Hmin 하에서 NNE-SSW 및 E-W방향의 규장질 암맥이 관입하고, (3) E-W 내지 ENE-WSW 방향의 σ_Hmax/N-S 내지 NNW-SSE 방향의 σ_Hmin 하에서 E-W 내지 ENE-WSW 방향의 고철질 암맥이 관입하였으며, (4) E-W 내지 WNW-ESE 방향의 σ_Hmax/N-S 내지 NNE-SSW 방향의 σ_Hmin 하에서 열수주입과 관련된 석영맥들의 발달, ENE-WSW 방향의 주단층 우수향 운동이 있었고, (5) NNE-SSW 내지 NE-SW 방향의 σ_Hmax/WNWESE 내지 NW-SE 방향에서 작용하는 σ_Hmin 하에서 E-W 주향의 열수관련 석영맥 좌수향 재활과 ENE-WSW 방향 주단층의 정이동성 좌수향 재활운동이 있었고, 최종적으로 (6) NW-SE 방향의 σ_Hmax/NE-SW 방향의 σ_Hmin 하에서 ENE-WSW 방향의 주단층은 역이동성 우수향 재활을 겪은 것으로 해석되었다. 단열발달사 및 고응력장 복원결과는 기존에 제시된 포항-울산 지괴내의 신생대 지구조운동사와 잘 대비된다. 이는 양산단층과 울산단층으로 경계된 울산단층의 남쪽 지역이 신생대에 포항-울산 지괴와 유사한 지구조 운동을 겪었음을 시사한다. 이러한 연구결과는 본 연구지역과 인접한 주요 시설물의 안정성 평가 및 차후의 지진재해 대책을 수립하는데 있어 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제9권6호
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• pp.394-408
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• 2002

Nanostructured high strength metastable Al-, Mg- and Ti-based alloys containing different amorphous, quasicrystalline and nanocrystalline phases are synthesized by non-equilibrium processing techniques. Such alloys can be prepared by quenching from the melt or by powder metallurgy techniques. This paper focuses on one hand on mechanically alloyed and ball milled powders containing different volume fractions of amorphous or nano-(quasi)crystalline phases, consolidated bulk specimens and, on the other hand. on cast specimens containing different constituent phases with different length-scale. As one example. $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$- based metallic glass matrix composites are produced by mechanical alloying of elemental powder mixtures containing up to 30 vol.% $Y_2O_3$ particles. The comparison with the particle-free metallic glass reveals that the nanosized second phase oxide particles do not significantly affect the glass-forming ability upon mechanical alloying despite some limited particle dissolution. A supercooled liquid region with an extension of about 50 K can be maintained in the presence of the oxides. The distinct viscosity decrease in the supercooled liquid regime allows to consolidate the powders into bulk samples by uniaxial hot pressing. The $Y_2O_3$ additions increase the mechanical strength of the composites compared to the $Mg_{55}Y_{15}Cu_{30}$ metallic glass. The second example deals with Al-Mn-Ce and Al-Cu-Fe composites with quasicrystalline particles as reinforcements, which are prepared by quenching from the melt and by powder metallurgy. $Al_{98-x}Mn_xCe_2$ (x =5,6,7) melt-spun ribbons containing a major quasicrystalline phase coexisting with an Al-matrix on a nanometer scale are pulverized by ball milling. The powders are consolidated by hot extrusion. Grain growth during consolidation causes the formation of a micrometer-scale microstructure. Mechanical alloying of $Al_{63}Cu_{25}Fe_{12}$ leads to single-phase quasicrystalline powders. which are blended with different volume fractions of pure Al-powder and hot extruded forming $Al_{100-x}$$(Al_{0.63}Cu_{0.25}Fe_{0.12})_x$ (x = 40,50,60,80) micrometer-scale composites. Compression test data reveal a high yield strength of ${\sigma}_y{\geq}$700 MPa and a ductility of ${\varepsilon}_{pl}{\geq}$5% for than the Al-Mn-Ce bulk samples. The strength level of the Al-Cu-Fe alloys is ${\sigma}_y{\leq}$550 MPa significantly lower. By the addition of different amounts of aluminum, the mechanical properties can be tuned to a wide range. Finally, a bulk metallic glass-forming Ti-Cu-Ni-Sn alloy with in situ formed composite microstructure prepared by both centrifugal and injection casting presents more than 6% plastic strain under compressive stress at room temperature. The in situ formed composite contains dendritic hcp Ti solid solution precipitates and a few $Ti_3Sn,\;{\beta}$-(Cu, Sn) grains dispersed in a glassy matrix. The composite micro- structure can avoid the development of the highly localized shear bands typical for the room temperature defor-mation of monolithic glasses. Instead, widely developed shear bands with evident protuberance are observed. resulting in significant yielding and homogeneous plastic deformation over the entire sample.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.148-156
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• 2018

교량 구조물 거동의 건전성 평가는 하중재하-처짐의 정적특성과 충격계수와 고유진동수 등의 동적특성으로 평가하는 것이 일반적이며, 이를 수치해석적 방법으로 비교 분석하는 것이 합리적인 방법이라 할 수 있다. 사용하중에 대한 거동은 탄성영역에서 이루어지므로 실물구조체와 수치해석의 결과는 일체성을 보이지만, 동적특성의 경우 특히, 진동학적 분석에 있어서는 구조물의 기하형상과 사용재료의 이질성에 기인하여 실물 구조체의 결과와 다소 차이를 보인다. 이러한 오차를 수렴시키기 위하여 본 연구는 실물 모형체의 실험결과를 바탕으로 다양한 수치해석적 모델을 제시하고 그 예민도를 분석함으로써, 교량 구조물 평가를 위한 실용적인 모델링 기법을 도출하여 안정적인 예비 해석 결과를 제공하는데 그 목적이 있다. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 긴장재를 환산단면으로 치환한 모델을 기반으로 긴장재의 탄성적 특성을 반영한 모델과 수정된 탄성계수를 적용한 모델의 고유진동수가 실물 모형체의 그것과 가장 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제18권2호
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• pp.98-106
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• 2008

암질이 불량한 암반에 터널이 굴착되는 경우 터널의 주변 암반은 그라우팅, 록볼트 설치 등의 보강법을 활용하여 일정 깊이까지 보강이 이루어진다. 터널보강의 효과를 수치해석적으로 계산하기 위해서는 보강재를 직접 요소로 표현하거나 보강영역의 등가물성을 활용하는 방법이 적용될 수 있다. 이 연구에서는 후자의 목적에 이용될 수 있는 원형터널의 탄소성 해석을 위한 간단한 수치해석 기법을 개발하였다. 정수압조건의 초기응력이 작용하는 Mohr-Coulomb 암반에 굴착된 원형터널이 고리형태로 일정 깊이까지 보강된다면 보강대는 원 암반과 물성의 차이를 보인다고 가정할 수 있다. 보강대와 보강대를 제외한 가상의 터널에 대해 각각 Lee & Pietruszczak (2007)가 제안한 탄소성 해석법을 적용하고 적합조건을 만족하도록 두 영역의 해석결과를 연결시키는 방법으로 보강대 효과를 계산할 수 있는 탄소성 수치해석법을 개발하였다. 상업코드인 FLAC을 활용한 해석결과와 비교를 통하여 개발된 방법의 정확성을 검증하였다. 해석결과 보강대의 변형계수와 강도정수의 변화를 고려한 응력 및 변위 분포는 균질한 암반을 가정한 해석결과와 큰 차이를 보여주었다.

• 대한방사선치료학회지
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• 제30권1_2호
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• pp.191-199
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• 2018

목 적 : 본 연구는 colloid gel(slime)을 자체 제작하여, 방사선치료에서 불규칙한 환자 체표면에 대한 보상체로 적용하기 위하여 유용성을 평가하고자 한다. 대상 및 방법 : 본 연구를 위하여 치료에 적합한 colloid gel을 자체적으로 제작하였고, 방사선 치료 적용 가능성 평가를 위해 네 가지 실험을 하였다. 치료 장비 및 CT 장비로는 Trilogy(Varian)와 CT(SOMATOM, Siemens)를 이용하였다. 첫 번째로 colloid gel의 조성에 따른 균질도를 EBT3 Film(RIT)을 이용하여 측정하였다. 두 번째는 colloid gel의 Hounsfield Unit(HU)값을 CRIS phantom과 Eclipse RTP(Eclipse 13.1, Varian) 및 CT 촬영을 이용하여 선량 측정 및 확인을 하였다. 세 번째로 colloid gel의 치료 기간 내 변형 및 변질을 검사하기 위하여 ion chamber(PTW-30013, PTW)를 이용하여 매일 3회씩, 2주간 측정하였다. 네 번째 실험은 자체 제작한 아크릴 팬텀을 이용하여 실제 치료와 유사한 환경에서 bolus, rice, colloid gel을 이용한 치료계획 및 측정된 선량 분포 비교하였고, 추가적으로 dose profile도 확인하였다. 결 과 : 첫 번째 실험에서 조성된 colloid gel case 1, 2, 3의 밀도는 각각 평균 $1.02g/cm^3$, $0.99g/cm^3$, $0.96g/cm^3$이었으며, 6 MV 및 9 MeV에서 측정된 균질도를 판단하였을 때 case 1이 표준편차 1.55, 1.98로 다른 case들에 비해 더 균질한 것으로 확인되었다. 두 번째 실험에서는 HU값은 case 1, 2, 3 평균 15 HU로 확인되었으며, 치료계획과 측정된 선량을 비교하였을 때 9, 12 MeV 모든 측정 위치에서 1 % 이내 차이를 보였으며, 6 MV는 두 측정 위치에서 -1.53 %, -1.56 % 차이로 전체 2 % 내의 오차를 보였다. 세 번째 실험에서는 2주 동안 측정하였을 때 colloid gel의 선량변화가 1 % 내외로 측정되었다. 네 번째 실험에서는 치료계획과 EBT3 film으로 측정된 결과를 비교하였을 때 6 MV에서는 bolus, rice 모두 비슷한 선량 차이를 보였으며, 9 MeV에서는 photon과 달리 colloid gel이 bolus, rice와 비교하여 선량 차이가 적게 나는 것을 확인하였다. Dose profile 면에서도 colloid gel이 bolus, rice보다 균일한 dose 분포를 보였다. 결 론 : 본 연구에서 방사선치료를 위해 제작된 colloid gel의 밀도는 $1.02g/cm^3$로 물의 밀도와 비슷하며, 방사선치료 과정 동안 변질 및 변형이 확인되지 않았다. Colloid gel 제작 시 밀도에 유의를 해야 하지만, bolus, rice보다 환자의 체표면에 대한 충분한 보상을 통해 선량을 균일하게 전달할 수 있고, 저가에 제작을 할 수 있다는 점에서도 충분한 장점이 있다. 앞으로 임상적용을 위한 추가적인 실험 및 연구를 통해 방사선치료에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.