• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.321-336
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• 2012

암반 절리면과 같이 입자와 연속체 평면의 접촉면에서의 전단거동은 전체 구조물의 거동을 지배할 수 있다. 암반설계의 효율을 높이기 위해서는 입자와 연속체 평면의 접촉면 전단거동 메커니즘에 대한 기초적인 이해와 접촉면 전단강도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 연속체 평면의 표면 파쇄가 미치는 영향을 알아보기 위하여 개별요소법 수치해석 프로그램인 $PFC^{2D}$를 사용하였다. 표면 거칠기는 매끄러운 평면, 중간 거칠기 평면, 거친 평면의 세 가지로 구분하였다. 입자의 형상은 원형의 one ball 모델과 삼각형 형상의 3 ball 모델로 구성하였다. 평면은 파쇄가 불가능한 경계요소 연속체 모델과 파쇄가 가능한 입자요소 연속체 모델로 각각 구성하였다. 수치해석 결과, 입자요소 모델의 결합강도가 작을수록 파쇄가 빨리 발생하여 큰 결합강도를 가진 연속체 모델보다 작은 접촉면 전단강도를 보였다. 돌출부의 파쇄가 발생한 후, 접촉면 전단강도는 수렴하는 경향을 보이며, 결합강도가 클수록 돌출부의 파쇄가 적게 발생하였다. 또한 경계요소 연속체 모델이 입자요소 연속체 모델보다 큰 접촉면 마찰각을 나타냈고, 모든 입자 모델에서 연속체의 표면 거칠기가 거칠수록 큰 접촉면 마찰각이 나타났다. 이러한 결과로부터 연속체 평면의 거칠기 및 평면 파쇄가 입자와 평면의 접촉면 전단거동 특성에 미치는 영향을 확인하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제23권1호
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• pp.39-50
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• 2020

In order to understand the shear mechanical properties of the interface between clay and structure and better serve the practical engineering projects, it is critical to conduct shear tests on the clay-structure interface. In this work, the direct shear test of clay-concrete slab with different joint roughness coefficient (JRC) of the interface and different normal stress is performed in the laboratory. Our experimental results show that (1) shear strength of the interface between clay and structure is greatly affected by the change of normal stress under the same condition of JRC and shear stress of the interface gradually increases with increasing normal stress; (2) there is a critical value JRC_cr in the roughness coefficient of the interface; (3) the relationship between shear strength and normal stress can be described by the Mohr Coulomb failure criterion, and the cohesion and friction angle of the interface under different roughness conditions can be calculated accordingly. We find that there also exists a critical value JRC_cr for cohesion and the cohesion of the interface increases first and then decreases as JRC increases. Moreover, the friction angle of the interface fluctuates with the change of JRC and it is always smaller than the internal friction angle of clay used in this experiment; (4) the failure type of the interface of the clay-concrete slab is type I sliding failure and does not change with varying JRC when the normal stress is small enough. When the normal stress increases to a certain extent, the failure type of the interface will gradually change from shear failure to type II sliding failure with the increment of JRC.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.289-296
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• 2000

This paper summarizes the results of a study which has quantified the evolution of the structure of sands adjacent to geomembranes of varying roughness at different stages of shearing. The results show that the structure evolution, and hence shear mechanisms for rounded uniform sands adjacent to geomembranes, are directly influenced by the surface roughness of the geomembranes. For smooth geomembranes, the shear mechanism predominantly involves sliding of sand particles and only affects the sand structure within two particle diameters of the geomembrane. For slightly textured geomembranes, the effects of interlocking and dilation of sand particles extends the zone of evolution to four particles diameters from the interface. For moderately/heavily textured geomembranes, the interlocking and dilation of sand particles is fully developed and results in large dilation in the interfacial zone, which extends up to six particle diameters from the interface. By understanding how the structure of the sand adjacent to geomembranes of different roughness changes during shearing, it may be possible to identify alternative geomembrane roughening procedures and patterns that can lead to more efficient interface designs.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권2호
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• pp.75-84
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• 2008

With the development of surface roughness textured steel for automotive body-in-white assemble, one of key issues is to understand the role of the surface roughness in textured steel sheets. To investigate effect of surface roughness on weldability in prepared steels, electrode force was varied. Steel sheets (T-H) with high surface roughness ($Ra\;=\;1.94\;{\mu}m$) reduced electrode life. It was attributed to the higher contact resistance at the electrode-sheet interface in the presence of the high surface roughness. The increased electrode diameter decreased current density, therefore reducing weld electrode life due to small weld button size. When an increased electrode force was used, a significant increase in the electrode life was observed in welding of high surface roughness steel sheet. This study suggested that contact resistance at the electrode-sheet interface was the dominant factor, as compared to the sheet-sheet interface for determining electrode life in welding of surface roughness textured steel.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.392-392
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• 2010

In this study, high-speed chemical dry thinning process of Si wafer and evolution of surface roughness were investigated. Direct injection of NO gas into the reactor during the supply of F radicals from $NF_3$ remote plasmas was very effective in increasing the Si thinning rate due to the NO-induced enhancement of surface reaction but thinned Si surface became roughened significantly. Addition of Ar gas, together with NO gas, decreased root mean square (RMS) surface roughness of thinned Si wafer significantly. The process regime for the thinning rate enhancement with reduced surface roughness was extended at higher Ar gas flow rate. Si wafer thinning rate as high as $22.8\;{\mu}m/min$ and root-mean-squared (RMS) surface roughness as small as 0.75 nm could be obtained. It is expected that high-speed chemical dry thinning process has possibility of application to ultra-thin Si wafer thinning with no mechanical damage.

• Smart Structures and Systems
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• 제23권1호
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• pp.81-90
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• 2019

The shear behavior of soil-concrete interface is mainly affected by the surface roughness of the two contact surfaces. The present research emphasizes on investigating the effect of roughness of soil-concrete interface on the interface shear behavior in two-layered laboratory testing samples. In these specially prepared samples, clay silt layer with density of $2027kg/m^3$ was selected to be in contact a concrete layer for simplifying the laboratory testing. The particle size testing and direct shear tests are performed to determine the appropriate particles sizes and their shear strength properties such as cohesion and friction angle. Then, the surface undulations in form of teeth are provided on the surfaces of both concrete and soil layers in different testing carried out on these mixed specimens. The soil-concrete samples are prepared in form of cubes of 10*10*30 cm. in dimension. The undulations (inter-surface roughness) are provided in form of one tooth or two teeth having angles $15^{\circ}$ and $30^{\circ}$, respectively. Several direct shear tests were carried out under four different normal loads of 80, 150, 300 and 500 KPa with a constant displacement rate of 0.02 mm/min. These testing results show that the shear failure mechanism is affected by the tooth number, the roughness angle and the applied normal stress on the sample. The teeth are sheared from the base under low normal load while the oblique cracks may lead to a failure under a higher normal load. As the number of teeth increase the shear strength of the sample also increases. When the tooth roughness angle increases a wider portion of the tooth base will be failed which means the shear strength of the sample is increased.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.293-308
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• 2012

암반 절리면과 같이 입자와 연속체 평면의 접촉면에서의 전단거동은 전체 구조물의 거동을 지배할 수 있다. 암반설계의 효율을 높이기 위해서는 입자와 연속체 평면의 접촉면 전단거동 메커니즘에 대한 기초적인 이해와 접촉면 전단강도를 정확하게 산정하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 연속체 평면의 표면 거칠기의 영향을 알아보기 위하여 개별요소법 수치해석 프로그램인 $PFC^{2D}$를 사용하였다. 이 때 표면 거칠기는 매끄러운 평면, 중간 거칠기 평면, 거친 평면의 세 가지로 구분하였다. 접촉면 전단시험에서 입자 형상 및 입자 파쇄의 영향을 연구하기 위하여 one ball 모델과 clump 및 cluster 모델을 형성하여 상대적으로 비교 분석하였다. 이 때 입자의 형상은 원형, 삼각형, 직사각형, 정사각형으로 모델링하였다. 수치해석 결과, 표면 거칠기가 클수록 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났으며, 또한 간극률이 크게 증가하였다. 표면이 매끄러운 one ball 모델보다 작은 입자들의 결합으로 이루어져 표면이 굴곡진 모델, 즉 clump 모델의 접촉면 전단강도 및 마찰각이 크게 나타났다. 입자의 결합이 파괴되는 모델, 즉 cluster 모델의 접촉면 전단 강도 및 마찰각이 같은 형상의 clump 모델보다 작게 나타났으며, 파괴포락선은 비선형으로 나타났다. 이러한 결과로부터 연속체 평면의 거칠기 및 입자의 형상이 입자와 평면의 접촉면 전단거동 특성에 미치는 영향을 확인하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 Vol.19
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• pp.174-175
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• 2006

In this paper, AC dielectric strength of the interface between Epoxy and EPDM (ethylene propylene diene terpolymer) was investigated. Air compress system was used to give pressure to the interface. Specimens were prepared in various ways to generate different surface conditions for each type of interface. Increasing interfacial pressure, decreasing surface roughness and spreading oil over surfaces improve the AC interfacial dielectric strength. Especially, the dielectric strength was saturated at certain interfacial pressure.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권3호
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• pp.25-33
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• 2018

파이핑은 가장 대표적인 제방의 붕괴 유형으로 불투수성 수리구조물과 지반 경계면에서 Backward Erosion Piping인 루핑(Roofing)이 흔하게 발생한다. 루핑에 대한 검토는 주로 경험적 방법인 크립비를 이용하지만 이는 지반-구조물 경계면의 특성을 고려하지 않는 문제가 있다. 본 연구에서는 지반-구조물 경계면 특성이 루핑에 미치는 영향을 평가하기 위해 모형시험과 수치해석을 이용하여 파이핑 위험도를 고찰하였다. 모형시험에서 경계면 조도가 커질수록 파이핑 포텐셜이 감소함을 확인하였으며, 이를 수치해석에 적용하였다. 기존의 일반적인 수치해석방법은 수위차만을 고려하므로 경계면에서의 입자거동을 적절히 모사할 수 없다. 논문에서는 침투해석을 통해 침투력을 구하고, 입자해석기법을 이용해 파이핑의 입자거동을 모사한 침투-입자거동 연계해석을 수행하여 지반-구조물 경계면 조건에 따른 루핑 포텐셜을 조사하였다. 해석결과 경계면의 조도가 감소할수록 루핑 발생 확률이 증가함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.247-260
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• 1999

여러 연구들을 통하여 표면 거칠음 정도가 접촉면 전단력에 매우 중요함이 밝혀졌으며, 따라서 그 역할을 충분히 이해하기 위해서는 표면 거칠음 정도가 정확히 정량화 되어져야 한다. 현재까지 이러한 표면 거칠음 정도를 나타내는 표면 거칠기 매개변수는 대부분 방향성을 고려하지 않은 3차원적인 trisector에서 측정되어 왔고, 그 결과는 정적인 표면을 대표하는 값으로 적당하였다. 그러나, 표면 거칠기 매개변수와 접촉면 전단력과 같이 방향성을 갖는 매개변수와의 상관관계를 조사하기 위해서는 전단방향과 동일한 방향으로 측정된 2차원적인 표면 거칠음 값이 더욱더 합리적인 대표 값이 될 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 전단방향을 고려한 표면 거칠음 정도를 구할 수 있는 새로운 표면 거칠기 매개변수를 제안하였다. 제안된 방향성 매개변수와 기존의 표면 거칠기 매개변수를 비교 분석함으로서, 방향성 매개변수와 비 방향성 매개변수와의 상관관계를 조사하였다. 표면 거칠음 정도는 디지털 이미지 분석 시스템을 이용한 Optical Profile Microscopy(OPM) 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 본 연구에서 측정된 여러 가지 표면 거칠기 매개변수는 측정값에 있어서 비슷한 경향을 보여주었으며, 따라서, 서로간의 상관관계가 좋음이 밝혀졌다. 또한 표면 거칠음 정도가 증가함에 따라, 비 방향성의 3차원 매개변수 값이 방향성의 2차원 매개변수보다 계속적으로 증가하는 양상이 보여졌다.