• 지질공학
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• 제31권4호
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• pp.561-577
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• 2021

Barton and Choubey(1977)가 제안한 10개의 표준 거칠기 단면을 3차원으로 확장하여 모든 단면의 거칠기가 일정한 3차원 표준 거칠기 절리 모형을 제작하였다. 석고를 사용하여 이 절리 모형을 복제하여 절리시료를 제작하였고, 복제된 절리시료에 직접전단시험을 실시하여 표준거칠기 단면에 부여된 절리 거칠기계수(JRC)를 검증하였다. 먼저 절리 시료의 JRC, 절리면압축강도(JCS)와 기본마찰각(𝜙_b)을 이용하여 Barton (1973)의 전단강도 기준식에서 절리의 전단강도를 추정하고, 직접전단시험에서 측정된 전단강도와 비교하였다. 직접전단시험에서 측정된 전단강도는 1번과 4번 표준 거칠기를 제외한 8개 시료에서 Barton의 기준식에서 추정된 전단강도보다 낮았고, JRC가 큰 시료에서 차이가 더욱 크게 나타났다. 직접전단시험 결과를 역해석하여 JRC, JCS 그리고 𝜙_b의 적절성을 검토하였고, JRC의 문제점으로 인하여 측정된 전단강도가 추정된 전단강도보다 낮은 것으로 판명되었다. 역해석으로 구한 표준 거칠기 단면의 JRC 값인 JRC_m은 JRC보다 전반적으로 낮은 값을 보이지만 JRC와 상관성이 매우 높은 직선의 관계를 나타내었다. 위의 결과를 종합하여 표준 거칠기 단면의 정확한 JRC_m을 제시하였고, JRC_m과 JRC의 상관관계를 제시하였으며, Barton의 전단강도 기준식을 수정하여 제안하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제24권4호
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• pp.359-370
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• 2021

Joint roughness is combination of primary and secondary roughness. Ordinarily primary roughness is a geostatistical part of a joint surface that has a periodic nature but secondary roughness or unevenness is a statistical part of that which have a random nature. Using roughness generating algorithms is a useful method for evaluation of joint roughness. In this paper after determining geostatistical parameters of the joint profile, were presented two roughness generating algorithms using Mount-Carlo method for evaluation of primary (GJRGAP) and secondary (GJRGAS) roughness. These based on geostatistical parameters (range and sill) and statistical parameters (standard deviation of asperities height, SDH, and standard deviation of asperities angle, SDA) for generation two-dimensional joint roughness profiles. In this study different geostatistical regions were defined depending on the range and SDH. As SDH increases, the height of the generated asperities increases and asperities become sharper and at a specific range (a specific curve) relation between SDH and SDA is linear. As the range in GJRGAP becomes larger (the base of the asperities) the shape of asperities becomes flatter. The results illustrate that joint profiles have larger SDA with increase of SDH and decrease of range. Consequencely increase of SDA leads to joint roughness parameters such Z2, Z3 and RP increases. The results showed that secondary roughness or unevenness has a great influence on roughness values. In general, it can be concluded that the shape and size of asperities are appropriate parameters to approach the field scale from the laboratory scale.

• Geomechanics and Engineering
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• 제21권4호
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• pp.357-369
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• 2020

Different from the conventional planar fracture and simplified Newton model, for power-law slurries with a lower water-cement ratio commonly used in grouting engineering, flow model in geological rough fractures is built based on ten standard profiles from Barton (1977) in this study. The numerical algorithm is validated by experimental results. The flow mechanism, grout superiority, and water plugging of pseudo plastic slurry are revealed. The representations of hydraulic grouting properties for JRCs are obtained. The results show that effective plugging is based on the mechanical mechanisms of the fluctuant structural surface and higher viscosity at the middle of the fissure. The formulas of grouting parameters are always variable with the roughness and shear movement, which play a key role in grouting. The roughness can only be neglected after reaching a threshold. Grouting pressure increases with increasing roughness and has variable responses for different apertures within standard profiles. The whole process can be divided into three stationary zones and three transition zones, and there is a mutation region (10 < JRCs < 14) in smaller geological fractures. The fitting equations of different JRCs are obtained of power-law models satisfying the condition of -2 < coefficient < 0. The effects of small apertures and moderate to larger roughness (JRCs > 10.8) on the permeability of surfaces cannot be underestimated. The determination of grouting parameters depends on the slurry groutability in terms of its weakest link with discontinuous streamlines. For grouting water plugging, the water-cement ratio, grouting pressure and grouting additives should be determined by combining the flow conditions and the apparent widths of the main fracture and rough surface. This study provides a calculation method of grouting parameters for variable cement-based slurries. And the findings can help for better understanding of fluid flow and diffusion in geological fractures.

• 지질공학
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• 제15권3호
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• pp.269-280
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• 2005

Barton and Choubey(1977)가 제안한 표준 거 칠기 단면을 0.1mm 간격으로 수치화한 후 수정 분할자법을 이용하여 분할자 길이에 따른 단면의 길이를 측정하였다. 분할자 길이에 따른 단면의 길이를 log-log 그래프에 도시 한 후 직선회기 분석 을 통하여 표준 거 칠기 단면의 프랙탈 차원과 절편을 구하고, JRC와의 관계를 분석하였다. 정확한 프랙탈 차원을 계산할 수 있는 분할자의 길이 범위인 교차거리는 $0.3\sim2.4mm$ 내외이며, JRC는 프랙탈 차원보다는 절편과 더 높은 상관도를 보였다. 그러나 프랙탈 차원과 절편을 곱하였을 때 가장 좋은 상관도를 보였으며, 위의 결과를 이용하여 프랙탈 차원과 절편을 이 용한 새로운 IRC 추정식 을 도출하였다. 23개의 자연 암석 절리의 단면을 수치화하여 $Z_2$ 파라미터를 이용한 Tse and Cruden (1979) 식과 새로운 JRC 관계식으로 각 단면의 JRC를 계산하고 이를 비교하였다. 비교 결과 두 관계식으로 추정된 JRC는 매우 유사하여, 본 연구에 서 도출된 새로운 관계식은 IRC를 추정하는데 매우 유용할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제30권3호
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• pp.114-120
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• 1988

A water surface profile computation model using a standard step procedure was developed for gradually varied flow at an irrigation channel network. Flow characteristics ab Banweol district near Suweon were field monitored during irrigation periol of 1987. The model was applied to the main system at the district and the simulation results were compared to the field data. The results are sumrnarized as follows ; 1. The simulated water surface profiles from the model were in good agreement with the measured water surface profiles at different flow rates. 2. The model applicability for defining a stage-discharge relationship at a channel reach was demonstrated with reasonable accuracy when water stage and friction factor were given. 3. The roughness coefficient was found to be a major factor sigrificantly affecting computed water surface profile among a few physical input parameters for the model.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1495_1496
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• 2009

A cylindrical post dipping (CPD) method to fabricate the PDMS microlens arrays is presented in this paper. The proposed CPD method is based on the surface tension effect. 2 mm gap and gapless lenses with 2 mm diameter are fabricated and characterized geometically. Both profiles of the fabricated microlens are well-fitted with ideal lens profile. The surface roughness average of the fabricated lens is measured to be 1.953 nm. The focal length of 2mm gap lenses and the gapless lenses is calculated to be 17.00 mm with 0.65 mm standard deviation and 29.88 mm with 2.58 mm standard deviation, respectively. The proposed CPD method can be applied to wafer level lens fabrication due to its simplicity and versatility.

• Wind and Structures
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• 제24권6호
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• pp.579-611
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• 2017

Bora is a strong, usually dry temporally and spatially transient wind that is common at the eastern Adriatic Coast and many other dynamically similar regions around the world. One of the Bora main characteristics is its gustiness, when wind velocities can reach up to five times the mean velocity. Bora often creates significant problems to traffic, structures and human life in general. In this study, Bora velocity and near-ground turbulence are studied using the results of three-level high-frequency Bora field measurements carried out on a meteorological tower near the city of Split, Croatia. These measurements are analyzed for a period from April 2010 until June 2011. This rather long period allows for making quite robust and reliable conclusions. The focus is on mean Bora velocity, turbulence intensity, Reynolds shear stress and turbulence length scale profiles, as well as on Bora velocity power spectra and thermal stratification. The results are compared with commonly used empirical laws and recommendations provided in the ESDU 85020 wind engineering standard to question its applicability to Bora. The obtained results report some interesting findings. In particular, the empirical power- and logarithmic laws proved to fit mean Bora velocity profiles well. With decreasing Bora velocity there is an increase in the power-law exponent and aerodynamic surface roughness length, and simultaneously a decrease in friction velocity. This indicates an urban-like velocity profile for smaller wind velocities and a rural-like velocity profile for larger wind velocities. Bora proved to be near-neutral thermally stratified. Turbulence intensity and lateral component of turbulence length scales agree well with ESDU 85020 for this particular terrain type. Longitudinal and vertical turbulence length scales, Reynolds shear stress and velocity power spectra differ considerably from ESDU 85020. This may have significant implications on calculations of Bora wind loads on structures.

• 지질공학
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• 제31권3호
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• pp.357-366
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• 2021

암석의 절리면 거칠기 형상에 따른 전단거동은 지반 및 암반 구조물 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있다. 암반 구조물에 대한 설계를 효율적으로 하기 위해서는 절리에 의한 전단거동을 이해하고 정확하게 전단강도를 산정하는 것이 필요하다. 이 연구에서는 암석 절리면 거칠기의 전단거동을 알아보기 위해 Barton and Choubey(1977)가 제안한 10가지 형태의 표준 절리 프로파일 중 절리면 거칠기가 매끄러운 1번(JRC-1)과 거칠기 비교적 큰 7번(JRC-7)과 9번(JRC-9)에 대해 PFC2D를 이용한 수치전단시험을 수행하였다. 그 결과 최대 전단응력은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약 3.2~5.0배 크게 나타났다. 최대 전단변위는 첫 번째 수직응력일 때가 두 번째일 때보다 약 4.1~5.8배 크게 나타났다. 절리면 마찰각은 절리면의 거칠기 진폭이 큰 JRC-7과 JRC-9가 매끈한 JRC-1보다 약 1.8~3.9배 크게 나타났다. 결론적으로 절리면의 거칠기가 커질수록 최대 전단응력과 절리면 마찰각은 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.618-627
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• 2016

본 연구는 정사각형 단면 $180^{\circ}$ 곡관 내의 유동특성을 파악하기 위해 RSM 난류모델을 이용하여 작동유체, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경 등의 다양한 유동인자를 변경하여 각도 위치별 속도분포특성을 수치해석을 통하여 고찰하였다. CFD 해석시 경계조건은 공기와 물의 입구온도를 288 K, 293 K로 설정하였고, 입구의 공기속도, 관내의 표면조도, 곡률반경 및 수력직경은 각각 3~15 m/s, 0~0.001 mm, 2.5~4.5D, 70~100 mm로 적용하여 해석을 수행하였다. 그 결과를 정리하면, 작동유체의 유동특성은 유체의 점성력 차이로 속도분포가 크게 달라짐을 알 수 있었고, 곡관부 내에서의 최대 속도프로파일은 $90^{\circ}$ 단면위치에서 X/D=0.8 영역으로 나타났으며, $180^{\circ}$ 단면위치에서는 Y/D=0.8 영역으로 나타났다. 그리고 관내의 표면조도가 낮고, 곡률반경이 클수록 속도변화율은 크게 변하여 나타냈다. 또한 곡관후류의 직관부에서 유동편차가 안정화되는 직관거리는 L/D=30 영역에서 나타내어 유량 계측시 유효한 측정위치로 잘 제시할 수 있었으며, 수력직경에 따라 곡관후류 직관부의 표준편차특성은 동일한 유속일 때 최소의 편차영역은 대체로 직관거리 L/D=15~30 범위로 나타났다.