• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.283-299
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• 2017

터널의 누수는 콘크리트 라이닝과 같은 구조물의 장기 내구성을 저하시키는 원인이 된다. 내구성 저하 원인은 염화물, 황산염, 물, 가스 등 지하수에 포함되어 있는 여러 가지 물질이 될 수 있다. 본 연구에서는 터널의 지보재로서 또는 방수재로서 사용되는 뿜어붙임멤브레인의 방수성능과 염수에 대한 저항성을 파악하기 위한 기초 시험을 수행하였다. 그 결과, 일부 시험체에서 물의 침투가 발생할 수 있는 것을 파악하였고 그 원인이 액상폴리머와 분말재료의 혼합에 의해 생기는 내부공극과 수압에 의해 내부공극이 연결되어 발생하는 것임을 알 수 있었다. 그리고 증류수와 염수에 침지된 시험체에 대한 인장강도시험을 통해서 인장강도가 기건상태에 비해 절반 이하로 감소될 수 있음을 확인하였다. 또한 신장률은 염수보다 증류수에서 신장률이 더 커지는 결과가 나타났다. 그러나 이 결과는 추가적인 조사가 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제13권5호
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• pp.362-372
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• 2003

시멘트가 사용된 이래로 수많은 콘크리트 구조물들이 건설되어 왔으나 그 수명은 콘크리트의 특성으로 인해 한계가 있다고 할 수 있다. 이로 인하여 불가피하게 보수 보강의 필요성이 나타나며 최근까지 많은 방법들이 개발되어 적용되고 있다. 본 연구에서는 압축공기식 치핑머신과 앵커핀을 사용하여 노후화된 콘크리트를 보수 보강하는 새로운 방법을 적용하여 노후화된 콘크리트와 신선한 콘크리트의 접합면에 대한 역학적 특성을 밝히고자 하였다. 콘크리트 노후부를 제거하기 위한 방법으로 치핑머신을 사용한 경우와 브레이커를 사용한 경우를 비교한 결과 최대점착력에서는 치핑머신이, 잔류점착력에서는 브레이커를 사용한 경우가 높게 나타났다. 접합면에 치핑머신으로 요철을 준 결과, 최대점착력은 평평한 접합면의 경우에 비하여 30 mm 요철심도에서는 14%, 50 mm에서는 22%의 증가를 보였다. 앵커핀은 잔류점착력을 증가시키고 전단파단 이후 슬립을 억제하는 효과를 보였으며, 인장강도를 32% 정도 증가시키는 효과를 나타내었다. 요철과 앵커핀을 복합적으로 적용한 결과 최대점착력은 접합면이 없는 신선한 콘크리트의 77%에 이르렀고 잔류점착력은 신선한 콘크리트의 180%에 이르는 높은 효과를 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5C호
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• pp.199-210
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• 2012

본 연구에서는 3차원 탄-소성 유한차분해석을 통해 기존재하는 단독말뚝, $3{\times}3$및 $5{\times}5$ 군말뚝의 바로 아래 풍화암 지반에서 실시된 터널시공으로 인한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반/말뚝의 침하 및 전단응력전이(shear stress transfer) 메커니즘을 심도있게 분석하였다. 터널굴착으로 유발된 지반의 침하와 말뚝-지반 사이 경계면에서의 상대변위 발생으로 인해 말뚝에 작용하는 전단응력 및 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 계산된 결과에 의하면 터널굴착으로 인해 말뚝의 두부로부터 말뚝길이의 약 80%에 해당되는 위치까지는 상향의 전단응력이 발생하였고, 그 하부에서는 하향의 전단응력이 발생하였다. 이로 인해 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하고, 순수한 터널의 시공으로 인하여 말뚝에는 인장력이 발생하였는데 이로 인해 말뚝에는 최대 $0.36P_a$의 인장력이 발생하였다, 여기서 $P_a$는 터널굴착이전에 말뚝두부에 작용하는 설계하중이다. 말뚝의 거동은 경계면에서의 전단강도 발현 정도에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 군말뚝의 경우 일반적으로 말뚝의 숫자가 증가할수록 터널의 시공에 의해 말뚝의 침하가 증가하는 것으로 나타났으며, 이와는 반대로 말뚝의 축력변화는 군효과(shielding effect)로 인해 단독말뚝의 경우에 비해 작은 것으로 분석되었다. 터널굴착으로 인한 말뚝침하의 증가로 인한 겉보기지지력(apparent pile capacity) 감소는 단독말뚝에 비해 군말뚝에서 두드러지는 것으로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제29권3호
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• pp.197-213
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• 2019

본 연구에서는 TOUGH-FLAC 연동해석기법을 이용하여 Mont Terri 지하연구시설에서 수행된 단층 내 물 주입시험을 수치적으로 모델링하고, 단층의 재활성과 수리역학적 거동 특성을 살펴보았다. TOUGH2 해석에서는 단층을 Darcy의 법칙과 삼승법칙(Cubic law)을 따르는 연속체 요소로 모델링하였으며, FLAC3D 해석에서는 미끄러짐과 개폐가 허용되는 불연속 인터페이스 요소를 통해 모사하였다. 현장에서 획득한 단층의 균열개방압력(fracture opening pressure), 주입율, 모니터링 압력, 변위 곡선 등을 바탕으로, 단층의 탄성적 변형과 파괴에 의한 수직팽창 특성을 반영할 수 있는 수리간극모델과 수리역학 커플링 관계를 해석모델에 반영하였다. 한편, 현지응력 조건, 단층의 강도 및 변형 특성에 따른 파라미터 해석을 실시하여 각 입력변수가 해석 결과에 미치는 영향을 분석하였으며, 이를 통해 현장시험 결과를 가장 잘 재현할 수 있는 파라미터 조합을 선정하였다. 해석 결과, 균열개방압력에서 단층의 주입율과 모니터링 압력이 크게 증가하는 현상을 합리적으로 재현할 수 있었다. 하지만, 동일한 입력 변수 조건에서 단층의 전단변위와 파괴영역의 범위는 현장시험 결과에 비해 과대평가되는 결과를 보였다. 이는 해석모델에서는 고압의 주입조건에서 단층의 지속적인 전단파괴가 유도되는 반면, 현장에서는 수리간극의 변화가 전단 미끄러짐보다는 인장력에 의한 단층면의 개방(tensile opening)에 크게 의존하는 것으로 추정되기 때문이다.

• 지질공학
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• 제14권1호
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• pp.61-69
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• 2004

석재는 주로 장식용 및 조각용으로 사용되며 따라서 우수한 물성도 골고루 지녀야 한다. 다양한 물성 중에서 공극계수가 석재의 유용성을 지배하므로 공극의 성질과 연관하여 석재의 품질구분 설정을 시도하였다. 이 연구에서는 화강암질암류 및 화강암질편마암의 심도별 시추코아 시료가 사용되었다. 공극률과 흡수율의 상관도에서 문경 화강암질편마암($Gn_1$)의 측정치 범위가 가장 넓은 분포상을 보이며, 포천화강암($Gr_2$), 문경화강암($Gr_1$)의 순으로 그 범위는 감소한다. 각 암체의 강도는 변질도에 따라 변화한다. 또한 압축강도와 인장강도와의 상관성에서도 측정치의 범위는 $Gn_1$, $Gr_2$ 그리고 $Gr_1$의 순으로 감소한다. 석재의 품질구분 설정에 있어 공극률이 대표적인 물성으로 채택되어 여러 물성에 대한 상대적인 평가가 이루어졌다. 공극률(n)-비중(G), 흡수율(Ab), 압축강도(${\sigma}_c$), 인장강도(${\sigma}_t$), 쇼아경도(Hs) 그리고 탄성계수($E_{t}$)와의 상관도에서 각 등급별 기준이 설정된다.

• 접착 및 계면
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• 제16권2호
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• pp.69-75
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• 2015

돌침대에 사용되는 석재의 무게를 줄여 경량화를 추구하려면 석재의 두께를 줄이고 보강재료로 석재의 강도를 유지해야 한다. 본 연구에서는 돌침대용 석재/목재 보드 개발에 대한 연구를 진행하였다. 돌침대에 삽입될 돌의 무게를 줄이기 위해 석재와 목재를 접합하였다. 목재의 강도 향상과 표면개질을 위하여 열처리 조건에 따른 목재의 물성변화를 관찰하였다. 대기 조건에서 열처리한 목재의 경우 고온의 온도에 따라 목재의 강성이 높아졌다. 열처리 최적조건은 표면에너지와 인장, 굴곡 강도변화 경향을 바탕으로 $100^{\circ}C$ 조건임을 확인하였다. 석재와 목재간 높은 접착력을 확보하기 위해 최적의 접착제 조성을 연구하였다. 아민계 에폭시 접착제, 폴리우레탄(PU)계 접착제, 염화고무계(CR) 접착제 마지막으로 염화비닐초산계 접착제에 따른 석재와 목재간 랩 전단실험을 진행하였다. 랩 전단 실험 후 파단면을 관찰해볼 때 에폭시 접착제를 이용할 때 목재 기지의 인열 파괴가 발생되었다. 접착면에서의 전단력이 목재 자체의 파괴 강도보다 높다는 결과를 바탕으로 최적의 접착제 조건이 에폭시계 접착제임을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제22권4호
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• pp.439-448
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• 2012

이 연구는 폐광산 암사면 및 폐석 적치장 사면의 안정화와 더불어 척박한 환경에 친환경적으로 식물이 생육할 수 있는 기반을 조성, 녹화함으로써 광업활동으로 인해 생성된 인위적인 사면의 미관을 개선하는 것을 목적으로 하고 있다. 따라서 이 연구에는 사면의 안정화와 더불어 폐석유실 및 광물찌꺼기 비산 방지를 통해 광산지역의 환경을 친환경적으로 복원하고자 개발하고 있는 폐광산 사면 보호를 위한 친환경 식생복원 소재 개발에 대한 내용을 기술하였다. 폐광산 암사면 및 폐석사면에서의 친환경 식생복원 소재를 개발하기 위하여 우선적으로 현재 많이 사용되고 있는 천연섬유인 코이어섬유 소재, 내구성을 향상시키기 위한 천연섬유/화학섬유 소재 및 화학섬유 소재 등을 대상으로 인장강도, 인열강도 등의 시험을 실시하였다. 그 결과 천연섬유인 코이어섬유에서 친환경 식생복원의 가능성을 파악할 수 있었다. 이는 동일한 천연섬유라 할지라도 꼬임의 정도 및 생분해성에서의 내구성을 향상시키기 위한 항균처리 등으로 자연상태에서의 내구성을 향상시킬 수 있으리라 판단된다.

• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.37-43
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• 2004

경화제의 사슬길이와 화학구조 차이가 반응특성, 열적, 기계적특성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 선형구조를 가지고 양쪽 막단기에 에폭시기를 갖는 범용 에폭시수지인 DCEBF를 양쪽 관능기가 동일하고 주쇄의 사슬길이가 서로 다른 선형아민 경화제인 EDA와 HMDA로 각자 1:1 당량비로 혼합하여 예비 및 후 경화조건으로 경화하였다. 그 결과, 수지 경화물의 특성은 경화제 주쇄의 탄소원자수에 따라 큰 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 즉, 주쇄의 길이가 짧은 EDA 경화계는 길이가 긴 HMDA 경화계보다 열안정성, 밀도, 부피수축(%), 유리전이온도, 인장탄성률 및 인장강도, 굴곡탄성률 및 굴곡강도의 값이 높게 나타났고, 반면에 최대발열온도, 에폭시기의 전환률, 선팽창계수의 값은 낮게 나타났다. 이는 주쇄의 탄소원자수 2개를 가지는 EDA가 3차원 망목상 공간구조 형성과정에서 packing capability가 우수하여 rigid한 특성을 가지기 때문이다. 굴곡 파단 특성은 굴곡탄성률과 굴곡강도와 밀접한 관계를 나타내었다.

• 보존과학회지
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• 제31권3호
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• pp.267-278
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• 2015

이 연구에서는 석조문화유산의 표면 요철도를 고려한 맞춤형 초음파 측정법을 설정하기 위해 새로운 접촉매질인 엘라스토머 커버를 개발하였다. 이 커버는 17MPa의 인장강도와 625%의 신장도를 가져 탄성력이 매우 우수하고 마모되지 않는 특징이 있다. 또한 엘라스토머 커버를 포함하여 탐촉자 및 접촉매질에 따른 7개 유형의 비교 실험 결과, 암석의 표면 거칠기는 초음파속도 감쇠에 많은 영향을 끼쳤다. 이러한 현상은 잔다듬에서 정다듬으로 갈수록, 직접전달방법보다는 간접전달방법에서 두드러졌다. 그러나 지수형 탐촉자와 엘라스토머 커버를 사용하는 유형 F는 요철도에 큰 상관없이 안정된 초음파속도와 높은 첨두치를 나타냈다. 이는 접촉매질로 사용한 엘라스토머 커버가 요철 표면에 충분히 밀착되어 탐촉자와 시편 사이의 공극을 제거했기 때문이다. 따라서 석조문화유산의 초음파 측정은 유형 F를 사용하는 것이 가장 적합할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.441-453
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• 2016

본 연구에서는 분진을 저감시킬 수 있고 균질한 품질을 확보하는 데 적합한 2성분 박층 뿜칠 라이너(TSL)를 개발하고 그 성능을 평가하였다. 2성분 TSL 시작품의 인장강도는 분말 1성분 TSL보다 다소 낮게 나타났으나, 높은 연성으로 인해 파괴 시의 신장률이 크게 측정되었다. 이외에도 EFNARC(2008)에서 제시하고 있는 성능기준들을 만족하였으며, 두께 3 mm로 피복한 코팅 압축시험 결과, 재령 28일의 평균 압축강도가 50% 이상 향상되는 것으로 확인되었다. 시험타설을 통해 본 연구에서 개발된 2성분 TSL 시작품에 적합한 타설장비를 도출하였으며, 실제 현장시공을 통해 2성분 TSL 타설 시의 분진과 리바운드가 극히 미미함을 확인하였다. 2성분 TSL의 타설속도는 $60m^2/hr$이었으며 일반적인 뿜칠 방수 멤브레인과 비교할 때 빠른 경화 특성을 나타내었다.