• 제목/요약/키워드: 손상 메커니즘

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충돌하중을 받는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널부재의 충돌저항성능에 대한 실험적 거동 평가 (Experimental Evaluation of Bi-directionally Unbonded Prestressed Concrete Panel Impact-Resistance Behavior under Impact Loading)

  • 이나현;이상원;이승재;김장호
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.485-496
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    • 2013
  • 2001년 9.11테러로 인한 미국 세계무역센터 및 미국 국방성 펜타곤이 붕괴된 이후, 전 세계적으로 충돌, 폭발 등의 극한하중에 의한 테러가 빈번하게 발생하고 있으며, 극한하중에 의한 구조물의 거동에 대한 사회적 불안감은 더욱 증가되고 있다. 그러나 지금까지의 사회기반시설구조물에는 폭발 및 충돌 등과 같은 극한하중에 대한 방호 및 방재개념을 설계에 고려하지 못하고 있는 실정이며, 원전격납건물, 가스탱크, 교량, 터널 등에 널리 사용되는 프리스트레스트 콘크리트 구조물에 대한 극한하중 연구는 전 세계적으로 미흡하다. 충돌과 같은 극한하중은 집약된 에너지의 급작스런 방출로 인한 높은 충돌압력을 형성하므로, 극한하중의 특성 및 전파 메커니즘을 이해하는 것이 필요하다. 그러므로 이 연구에서는 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 비교검토하기 위하여, $1400mm{\times}1000mm{\times}300mm$의 철근콘크리트(RC), 프리스트레스 텐던으로만 보강된 콘크리트(PS), 프리스트레스 텐던과 철근으로 보강된 콘크리트(PSR, 일반적인 PSC) 시편을 제작하였다. 실험 조건에 맞춰 14 kN의 추를 10 m, 5 m, 4 m 높이에서 낙하하는 예비 실험과 3.5 m 높이의 본 실험으로 구성하여 충돌하중에 대한 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 실험적 평가를 수행하였다. 또한, 충돌실험을 위한 기본적인 실험 구성 및 계측시스템을 구축하였다. 충돌 저항성능은 균열형상, 손상면적, 에너지 흡수, 처짐, 변형률, 가속도 등의 충돌에 의한 계측데이터를 이용한 거동분석 뿐만 아니라, 충돌 후 잔류구조성능 실험을 수행하여 이방향 비부착 프리스트레스트 콘크리트 패널의 충돌저항성능을 검토하였다. 본 실험은 향후 국내외 프리스트레스트 콘크리트에 대한 충돌 방호설계 및 충돌해석 등 관련 연구분야의 기초자료가 될 것이라고 판단되는 바이다.

벤토나이트 완충재에서의 기체 팽창 흐름 수치 모델링: DECOVALEX-2019 Task A (Numerical Modelling for the Dilation Flow of Gas in a Bentonite Buffer Material: DECOVALEX-2019 Task A)

  • 이재원;이창수;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.382-393
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    • 2020
  • 고준위방사성폐기물을 처분하기 위한 심층처분시스템의 공학적 방벽은 처분 용기에서 방사성 핵종 누출이 발생하더라도 주변 암반으로의 누출 속도를 늦춰주는 역할을 수행해야하기 때문에 장기적으로 그 성능을 유지하여야 한다. 특히 벤토나이트 완충재와 같이 점토 물질을 다량 함유한 매질에서만 나타나는 기체 흐름 현상인 팽창 흐름은 벤토나이트 완충재의 장기 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에 이 현상을 명확히 규명하는 것이 매우 중요하다. 이에 따라 DECOVALEX-2019 Task A에서는 팽창 흐름에 대한 수리-역학적 메커니즘을 규명하고, 기체 이동 현상의 정량적 평가를 위한 새로운 수치 해석 기법 개발 및 검증을 수행하고자 진행되었다. 이를 위해 본 연구에서는 기존의 전통적인 다공성 매질에서의 2상 유동 및 유효응력 개념을 고려한 역학 모델을 기반으로, 손상도 개념을 적용함으로써 매질의 변형에 의한 기체의 팽창 흐름을 모사할 수 있는 수리-역학적 상호작용을 고려한 해석 모델을 개발하였다. 또한 개발된 모델을 이용하여 1차원 및 3차원 기체 주입 시험 결과와의 비교를 통해 모델 검증 및 적용성 검토를 수행하였다. 수치 해석 결과 기체 압력에 의한 팽창 흐름으로 인한 갑작스러운 공극 수압, 응력, 기체 주입량 및 유출량 증가 현상을 확인할 수 있었지만, 개발된 해석 모델에서 수리-역학적 상호작용의 영향이 과소평가 되는 한계를 확인할 수 있었다. 그럼에도 불구하고 본 연구는 팽창 흐름에 대한 예비 모델을 제공하고 후속 연구의 발전된 모델을 개발하기 위한 기반을 제공한다는 점에서 의의가 있다. 또한 본 연구에서 개발된 수리-역학적 상호작용을 고려한 수치 모델은 향후 실험실 및 현장 시험 결과 데이터 분석에 활용될 수 있을 뿐만 아니라, 실제 고준위방사성폐기물 심층처분시스템의 장기 성능평가에도 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

L-카르니틴의 사람피부에 대한 항노화 효과 (Anti-aging Effects of L-Carnitine on Human Skin)

  • 이범천;최태부;심관섭;이근수;박성민;이천일;표형배
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권3호
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    • pp.393-397
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    • 2004
  • L-Carnitine $({\beta}-hydroxy-\gamma-trimethyl-ammoniumbutyric{\;}acid)$은 분자량이 적은 수용성 분자로서 세포 내 지방 대사에서 중요한 역할을 수행한다. 지방산의 운반 분자인 아실-코에이(acyl-CoA)가 미토콘드리아의 세포막을 투과하지 못하기 때문에 지방산은 CoA로부터 카르니틴으로 운반되어 미토콘드리아에서 작용한다. 노화와 연관된 L-carnitine의 기능을 확인하기 위하여 MMP inhibition assay와 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현에 대한 영향을 확인하였다. MMP inhibition assay는 콜라겐을 이용한 형광분석법을 실시하였고 자외선 조사에 의해 유도된 MMP 발현양은 ELISA로 정량하였으며 그 활성은 젤라틴 기질 zymography로 확인하였고 MMP mRNA 발현양은 RT-PCR ELISA로 확인하였다. 또한, 사람을 이용한 임상 실험을 통하여 주름 개선 효과를 평가하였다. L-carnitine은 농도 의존적으로 MMP 저해 활성을 나타났으며 $IC_{50}$값은 2.45 mM이었으며 자외선 조사에 의해 발현된 MMP 활성을 강하게 저해하였다. 자외선 조사에 의해 발현되는 MMP에 대해 단백질의 양적인 변화는 $40\%$ 정도 감소되었으며 L-carnitine 처리에 의해 농도 의존적으로 MMP mRNA의 발현양은 감소되었다. 이러한 실험결과를 통하여 L-carnitine은 MMP 효소의 저해능 뿐만 아니라 자외선 조사에 의해 유도되는 MMP 단백질 발현과 mRNA 유전자 수준에서의 조절이 가능함을 확인하였다. 사람을 이용한 임상 실험에서는 $1\%$ 카르니틴을 함유하는 화장품을 약 3개월간 사용 후에는 유의적으로 주름 개선 효과를 확인하였다. 결론적으로 L-Carnitine은 광노화에 관여하는 MMP 활성과 발현 조절 메커니즘을 통하여 광손상에 대응하는 항노화 소재로서의 화장품에 매우 효과적이었음을 확인하였다.

천연기념물 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지의 오염물 형성 메커니즘과 관리방안 (Contaminant Mechanism and Management of Tracksite of Pterosaurs, Birds, and Dinosaurs in Chungmugong-dong, Jinju, Korea)

  • 최명주;원상호;이태종;이성주;공달용;이명성
    • 자원환경지질
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    • 제56권6호
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    • pp.715-728
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    • 2023
  • 익룡 발자국의 개체 및 밀집도 측면에서 세계 최대 규모로 알려진 진주 충무공동 익룡·새·공룡발자국 화석산지는 2011년 천연기념물로 지정된 이래, 2018년 일부 화석층을 현장 보존하기 위해 보호각을 설치하였다. 이 중 제2보호각에 관리중인 화석층은 기 보고된 발자국 중 약 17%에 달하는 익룡·수각류·조각류 발자국(총 679개)이 단일 층준에서 발견되어 학술적 가치가 크지만 물리적, 화학적 손상이 지속적으로 발생하여 발자국의 관찰에 어려움이 있다. 특히 화석층 표면을 피복하는 유백색 오염물은 석고와 대기오염물로 구성된 복합체의 누적현상에서 기인한다. 오염물을 구성하는 석고는 화석층 하부층준에서 기원한 칼슘과 잔디의 생육활동으로 공급되는 황이 보호각 후방의 잔디가 식재된 토양층에서 집수된 지하수에 의해 용출되고, 보호각의 일대의 수분 순환 과정에서 화석층 표면에 증발잔류하며 결정화된다. 또 다른 오염물 구성체인 화분·광물 등은 분진 배출이 어려운 보호각 갤러리창을 통해 풍성으로 유입된다. 따라서 상이한 기원을 가진 두 오염물로부터 화석층을 보존하기 위해서는 보호각의 수분 및 대기 순환 제어와 지속적인 오염물 제거가 필요하다. 분진상의 석고와 대기 오염물은 스팀 세정법으로 충분한 제거 효과가 있으며, 암회색 셰일인 화석층은 레이저 흡수능이 커 흔적화석과 퇴적구조의 물리적 손실을 동반하는 레이저 세정법은 가급적 지양하는 것이 바람직하다.

실증실험 기반 토사재해에 따른 조적조 주택의 구조적 취약성 평가 및 보강 설계조건 제안 (Experimental Study on the Structural Vulnerability Evaluation of Masonry House under Debris Impact and Proposed Reinforcement Condition)

  • 송효성;이승재;김재정;박덕근;이영학
    • 지질공학
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    • 제35권4호
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    • pp.799-809
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    • 2025
  • 최근 국지성 집중호우로 인한 토사재해가 빈번하게 발생하면서, 산지 인근에 위치한 비보강 콘크리트(unreinforced concrete, URC) 건축물의 구조적 안전성 개선이 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 연구에서는 URC 건축물 중에서도 무보강 조적조 건축물을 대상으로 국립재난안전연구원(NDMI)의 대형 급경사지 시뮬레이터를 활용하여 약 4.6 m/s의 속도로 슬라이딩된 토사가 건축물에 충돌 시 기초부, 중앙벽체, 측벽에 설치된 로드셀에 의한 충격압을 계측하였다. 실험 결과, 중앙벽체 하단(H: 0.2-0.4 m)에서 약 67 kPa의 충격압에 붕괴가 시작되었고, 이후 측벽과 지붕으로 확장되는 진행성 붕괴 특성을 나타냈다. 반면, 기초부는 162 kPa의 높은 충격압에도 구조적 손상을 보이지 않았고, 중앙벽체 붕괴 이후 측벽(H: 0.6 m)에서 최대 207 kPa의 충격압이 기록되었다. 이러한 결과는 무보강 조적조 건축물의 중앙벽체 하단부가 전체 붕괴를 유도하는 주요 요인임을 실증적으로 보여주며, 향후 보강 설계 시 건축물의 하단부 벽체를 중심으로 저항력 확보가 우선되어야 함을 시사한다. 이러한 결과를 토대로, 본 연구에서는 사방댐이 설치되지 않은 지역 또는 토사재해 위험이 높은 지역에 위치한 건축물의 보호수단으로 활용하기 위한 주택의 보강 설계조건을 확립하였다. 보강방식은 산사태와 급경사지 붕괴 대응을 위한 보강 조적조 벽체공법과 토석류 대응을 위한 꺾임형 담장공법으로 각각 설계 구조를 모식도로 제시하였다. 이러한 결과는 향후 재해 대응 중심의 구조적 대책 로드맵 수립 및 세부설계 기준 정립을 위한 공학적 근거로서 활용 될 수 있을 것으로 판단된다.

InSAR 기법의 간척 현장 적용성 검토 (Applicability of InSAR for Monitoring Ground Movements in Reclaimed Land)

  • 안준범;김동규;이철희;김동구
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제26권11호
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    • pp.27-41
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    • 2025
  • 간척사업은 성토 및 매립을 통해 하부 연약지반의 압밀침하를 유발하고, 시공 이후 잔류침하로 인해 상부 시설물의 손상을 야기할 수 있다. 시공 품질 관리와 장기적인 사용성 평가를 위해 넓은 영역의 지표침하를 장기간 상시 계측할 수 있는 InSAR(Interferometric Synthetic Aperture Radar) 기법이 점차 대두되고 있다. 본 연구에서는 위성을 활용한 InSAR 기법의 간척 현장 지표변위 모니터링 적용 가능성을 검토하고자 하였다. 부산신항 서컨테이너터미널 부지를 대상으로 2017년부터 2025년까지의 Sentinel-1 위성 C-band SAR 영상을 이용한 PS(Persistent Scatterer)-InSAR 분석을 수행하여 안정적인 참조 기준점을 선정하였다. 이를 활용하여 세 가지 시계열 InSAR 분석 기법(SBAS; Small Baseline Subset, E-SBAS; Enhanced SBAS, E-PS; Enhanced PS-InSAR)을 분석기간을 달리하여 적용하였다. 분석 결과, 성토 및 지반개량공법이 적용된 시기에는 단기간에 큰 변위가 발생하여 긴밀도의 저하와 위상 불연속으로 인해 안정적인 관측이 어려웠다. 긴밀도가 높은 PS를 활용한 E-PS 기법의 경우 관측 밀도는 낮으나 SBAS, E-SBAS 기법에 비해 침하 추세가 뚜렷하고 실제 계측치와 유사한 경향을 나타내었다. 시공이 완료되어 나대지 상태로 전환된 이후에는 모든 기법에서 관측 밀도가 높아지며, E-PS 기법 역시 대상부지 전역에서 충분히 많은 수의 관측 결과를 나타내었다. 따라서 간척지를 대상으로 지표변위를 장기 모니터링함에 있어 위성 InSAR 기법은 충분히 효과적일 것으로 예상된다. 다만 InSAR 관측 결과를 해석하기 위해 대상 지역의 시공 방법과 시공 일정, 지반 조건 및 지표 변위 발생 메커니즘 등에 대한 사전 이해가 선행될 필요가 있다.