탄성파 속도를 활용한 암석의 균열밀도 산정

변지환,김영석,홍승서,윤형구 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.5

The stability of structures constructed on the rock has been estimated by porosity without the consideration of crack existed in rock. The objective of this study is to suggest the method for estimating the crack density, which can represent the characterization of crack,by using the elastic wave velocity. The Biot-Gassmann model is adopted for developing the equation in terms of crack density. Thespecimen is extracted in the field and the specimen is abraded into the shape of cylinder for increasing the efficiency of measuringelastic wave velocity. The each transducer for compressional wave and shear wave is applied to obtain the profile of elastic wave. Theporosity is first estimated before calculating the crack density of specimen. The calculated crack density shows the similar trend withdata performed by previous study. Furthermore, the crack porosity is also estimated through the equation and thus, the suggestedmethod may be widely applied to assess the stability of rock structures. 암석에 시공된 구조물들은 균열에 의한 영향을 받지만 안정성은 주로 간극률을 통해 해석되고 있다. 본 연구에서는 균열의 공학적 지표인 균열밀도를 탄성파 속도로 산정할 수 있는 기법을 제시하고자 하였으며, 실제 획득한 탄성파 속도 값을 통해 균열밀도를 도출하였다. 균열밀도를 산정하기 위하여 활용한 이론은 Biot-Gassmann 모델이며, 모델과 동일한 가정사항을 통해 균열밀도에 대한 수식을제시하였다. 시료는 경기도 이천 터널 현장에서 채취한 시추코어를 이용하였으며 탄성파 측정에 적합하도록 원기둥 모양으로 절삭하였다. 탄성파는 압축파와 전단파에 적합한 트랜스듀서로 측정하였으며 이방성 등에 대한 오차를 줄이기 위하여 시료의 각 3방향(x, y그리고 z)에서 측정한 값을 활용하였다. 균열밀도는 시료의 간극률을 통해 도출할 수 있으며 암석역학에 준하는 방법으로 간극률을 산출하였다. 탄성파 속도와 간극률을 통해 최종적으로 균열밀도를 계산하였으며, 선행연구 결과의 지표 값과 비교하여 본 연구의 신뢰성을 평가하였다. 또한 계산된 균열밀도를 활용하여 균열의 간극률도 함께 분석하였으며, 본 연구에서 활용된 기법은 균열을 포함하고있는 구조물의 안정성 평가에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Propolis 투여가 Ovalbumin으로 유발된 마우스의 알러지성 천식에 미치는 영향

변지환,조은희,맹드게렐,박민철,Byun, Ji-Hwan,Jo, Eun-Hee,Mendgerel, Mendgerel,Park, Min-Cheol 대한한방안이비인후피부과학회 2011 한방안이비인후피부과학회지 Vol.24 No.1

Objective : Propolis (PP) has been used in oriental medicine. PP has various biological activities. However, its immunoregulatory and anti-inflammatory activities have not been well studied. In this study, I investigated these activities of PP by using ovalbumin-induced allergic asthma in mice. Methods : To examine the effect of PP on allergic asthma, mice were sensitized with $100{\mu}g$ of OVA and 1mg of aluminum potasssium sulfate (Alum; Sigma) intraperitoneally on day 0 and 7. On day 14, mice were challenged on consecutive 3 days with 5% OVA and AHR was assessed 24 hours after the last challenge. To examine severity of AHR, I examined the population of eosinophiles and T cells in spleen and lung and cytokine production in T cells. Futhermore, I examined histological changes during the OVA-induced allergic asthma. Results and Conclusion : PP reduced the population of eosinophil and CD4+ T cells on the OVA-induced AHR mice model. PP also inhibited IL-4 production but increased INF-g production in T cells. These results suggest that PP may be beneficial material for allergic asthma.

물리탐사 결과 값 간의 상관관계 고찰

변지환,민대홍,박성철,홍순영,현경희,박충화,윤형구 大田大學校 産業技術硏究所 2014 산업기술연구소 論文集 Vol.25 No.2

The electrical resistivity survey and seismic survey have been widely used due to the number of advantages including non-destructive survey and economics. Therefore, the geophysical methods have been selected to predict the various characterizations of ground. However, the previous studies were mainly focused to estimate the profiles of subsurface without the mutual comparison. The objective of this study is to suggest the relationship between geophysical methods. The experiments are performed in the area of Pocheon and the two geophysical methods, which are electrical resistivity survey and seismic survey, are compared. The three profiles are installed to obtain the values based on the two geophysical methods and the relationships are demonstrated. The relationship show the non-linear curve and the equation may be useful to predict the subsurface characterizations. 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사는 높은 경제성과 비파괴 탐사 등 다양한 장점들로 인해 국내에서 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 특성으로 물리탐사 기법은 지하의 상세한 구조적인 특성을 예측하는데 활용되나 기존 연구는 대략적인 지하지반구조를 예측할 뿐 각각의 물리탐사 기법간의 신뢰성에 대한 연구는 미비한 실정이다. 이러한 부분을 보완시키고자 본 연구에서는 포천 흑운모편마암 지대에서 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사를 통해 두 가지 탐사의 관계식 및 복합탐사 시 상호간에 데이터를 보완할 수 있는 연구를 진행하였다. 경기도 포천지역에서 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사를 총 3개 측선에서 수행하였으며 이들의 심도별 관계를 표현하였다. 그 결과 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사의 관계는 비선형관계를 보였다. 본 연구결과는 추후 흑운모편마암지역에서 전기비저항 탐사와 탄성파 탐사를 복합적으로 사용함에 유용한 자료가 될 것으로 판단된다.

균열밀도 산정식에 탄성파 속도 영향

변지환,박충화,윤형구 大田大學校 産業技術硏究所 2014 산업기술연구소 論文集 Vol.25 No.1

The elastic wave survey, which is one of non-destructive methods, has been widely used to investigate the characterization in geotechnical engineering. However, the previous study is focused on evaluating the structure of geology. The objective of this study is to rearrange the equation, which can estimate the crack density of rock through elastic wave velocity, and the error ratio of this equation is assessed. The laboratory test is performed to obtain the true value of elastic wave velocity, porosity and crack density and the input of compressional wave velocity and shear wave velocity are changed to 0%~100%, respectively. The error norm of compressional wave velocity rapidly increase when the input value decrease and the error norm of shear wave velocity show high value with growing the input value. The results demonstrate that the range of reliable input values when the input parameters are assumed. 탄성파는 비파괴 탐사의 일원으로 간접적으로 지층을 평가할 수 있어 지반공학 분야의 지층 특성평가 시 다양하게 활용되고 있다. 하지만 기존 연구는 포괄적인 지층을 관찰할 뿐 관찰된 지층 내부의 간극과 같은 물성치 획득에 대한 연구가 미비한 상태이다. 이를 해소하기 위해 본 연구에서는 탄성파 속도로 균열밀도를 산정할 수 있는 수식을 정리하였으며, 수식의 입력변수 중에 하나인 탄성파 속도의 변화에 따른 오차를 살펴보았다. 입력변수의 참 값을 얻기 위해 실내실험을 수행하였으며, 참값을 기준으로 최대 100% 그리고 최소 100% 씩 변화하여 결과 값을 고찰하였다. 분석결과 압축파 속도는 참값보다 작은 값을 입력했을 때 오차규범 값이 급격하게 증가하였고 전단파 속도는 경우 참값보다 큰 값을 입력했을 때 오차규범 값이 크게 나타났다. 이와 같은 결과는 본 연구에서 제시한 균열밀도 산정식 활용 시 신뢰성 높은 가정 값의 범위를 간접적으로 보여준다.

풍화에 따른 암석의 공학적 특성 평가

변지환,홍승서,윤형구 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.4

The Korea peninsula is surrounded by the sea on three sides and thus, the rock is easily weathered due to salt. Furthermore, the external force, erosion and thawing-freezing are also influence on the weathering of rock. The objective of this study is to estimate the characterization of weathering caused by the chemical and mechanical factors by using elastic wave. The specimen is extracted by drilling machine in the field of Icheon, Gyeonggi-Do of tunnel construction site and five specimens are selected to perform the experiment. The samples are fitted into a cylindrical shape for enhancing the measurement of elastic wave. Chemical and mechanical affections are performed by using salty water of high concentration and slake durability test, respectively. The initial average P-wave and S-wave velocity are 3828 m/s and 2211 m/s and then the P and S-wave velocity is reduced to 2601 m/s and 1371 m/s. And the porosity of rock increases from 0.59%~1.95% to 0.46~1.43% due to the weathering. The relationship between elastic wave velocity and weathering index is also suggested and thus, the result may be applied to provide the degree of weathering by using elastic wave. 국내에 분포하는 암석은 삼면이 바다로 둘러싸여 있는 지리적 영향으로 염분에 의한 풍화에 직간접적인 영향을 받는다. 또한 외력, 침식작용 그리고 온도 차에 의한 동결작용등을 통해 풍화의 영향을 받으며 뚜렷한 장마철 기후특성을 보이는 국내의 경우 국지성 호우에의한 풍화에도 큰 영향을 받는다. 본 연구에서는 포화염분용액에 의한 화학적 풍화(Chemical weathering)와 Slake durability test를 통한 물리적 풍화(Mechanical weathering) 현상을 발생시킨 후 매회에 걸쳐 압축파 속도, 전단파 속도, 간극률 그리고 Slake durability index 값을 통해 풍화에 따른 공학적 특성을 관찰하고자 하였다. 경기도 이천의 터널 공사 현장 및 고속도로 현장에서 시추된 시추코어를 시료로 선정하였으며, 해당 시료를 탄성파 속도 측정에 적합하도록 원기둥 형태로 가공하였다. 화학적 풍화(Chemical weathering) 와 물리적 풍화(Mechanical weathering) 실험이 진행됨에 따라 압축파와 전단파 속도는 각각 평균 3828 m/s, 2211 m/s에서 최종적으로2601 m/s, 1371 m/s로 감소, 간극률의 경우 0.46%~1.43%에서 0.59%~1.95%로 증가하였다. 이를 통해 풍화지수와 탄성파 속도간의 관계를 제시하였으며, 현장에서 탄성파 속도를 통해 풍화정도를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

전기비저항을 활용한 지층의 간극률 산정

변지환,박충화,원경식,윤형구,Byun. Ji-Hwan,Park. Chung-Hwa,Won. Kyung-Sik,Yoon. Hyung-Koo 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.3

전기비저항 탐사는 광범위한 영역을 신뢰성 높고 경제적으로 평가 할 수 있는 장점이 있어 다양한 지층에 폭넓게 사용되고 있다. 본 논문의 목적은 수변지역에서 측정한 전기비저항 값을 통해 심도에 따른 설계상값인 간극률을 도출하고자 하였다. 전기비저항탐사는 낙동강 주변의 충적층에서 수행되었으며, 탐사측선은 135 m로 두 곳의 지역에서 활용하였다. 측정한 전기비저항을 간극률로 전환하기 위하여 Archie`s law를 이용하였으며, Archie`s law의 관련된 상수는 현장에서 채취한 시료를 이용하여 도출하는 것이다. 상수값을 활용하여 심도에 따른 간극률 주상도를 도시하였으며 근접위치에서 수행한 표준관입시험의 N값과 비교하여 신뢰성을 평가하였다. 비교결과 N값이 증가할수록 간극률 값이 작아지는 합리적인 관계가 나타났으며, 본 연구에서 활용한 기법을 통하여 물리탐사 기법의 다양한 활용성을 기대한다. The electrical resistivity survey has advantages of obtaining high reliable values in wide area through economical method. The objective of this study is estimation of porosity profile by using electrical resistivity. The electrical resistivity survey is performed in alluvium and the two electrode arrays are applied with 135 m profiles. The Archie`s law is used to obtain the porosity through the electrical resistivity and the factors in Archie`s law is estimated by using the consolidation test. The predicted porosity in a depth is compared with N-value measured by Standard Penetration Test and the trend shows reasonable. The study demonstrates that the geophysical method may be widely applied to obtain the design parameters.

전기비저항의 탐사 영역에 관한 연구

변지환,박충화,윤형구 大田大學校 産業技術硏究所 2013 산업기술연구소 論文集 Vol.24 No.2

The electrical resistivity has been widely applied into the geotechnical engineering for investigating the soil characterization. However, the analysis process ignores the detecting area of electrical current. The objective of this study estimates the skin depth through the electrical resistivity. The electrical resistivity module is manufactured for appropriating the laboratory test and the conductivity material is place on the water tank. The various electrodes including 1mm, 2mm, 3mm and 4mm are selected to confirm the influence of electrode size. And the concentration of water is also changed from 0.1mol to 0.5mol. The skin depth is presented to short when the electrode is 3mm in electrode size and 3mm or 4mm in concentration difference. 전기비저항은 간접적으로 지층을 평가할 수 있어 지반공학 분야의 지층 특성 평가시에 다양하게 활용되고 있다. 하지만 현재 전기비저항이 흘러가는 영역을 정확하게 고려하지 못한 채 해석이 이루어지고 있는 단점이 있다. 이를 해소하고자 본 연구에서는 실내실험을 통하여 전기비저항의 탐사 영역을 고찰해보았다. 전기비저항 측정 모듈은 실내실험에 적합하도록 작은 크기의 전극을 활용하여 제작하였으며, 토조 하판에는 전기전도체를 설치하여 관입에 따라 변화하는 전기비저항 값을 측정 하였다. 본 연구에서는 전극 두께에 따른 영향을 선행적으로 고찰하기 위하여 전극 두께가 각각 1mm, 2mm, 3mm 그리고 4mm 일 경우에 국한시켜 실험을 진행하였다. 또한 농도에 대한 변화도 함께 관찰하고자 농도를 0.1mol~0.5mol 까지 단계적으로 변화시켜 나타나는 결과값을 분석하였다. 실험 결과 전극 두께는 3mm 일 경우 탐지 영역이 짧게 나타났으며 농도에 따라서는 3mm 전극과 4mm 전극의 탐지 해상도가 높은 것으로 나타났다.

구두발표 : 탄성파를 활용한 암석의 간극비 산출

변지환 ( Ji Hwan Hyun ),박충화 ( Chung Hwa Park ),민대홍 ( Dae Hong Min ),윤형규 ( Hyung Koo Yoon ) 대한지질공학회 2013 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2013 No.1

효과적인 문화재발굴조사보고서를 위한 편집디자인

변지환(Ji-Hwan Byun) 한국콘텐츠학회 2007 한국콘텐츠학회논문지 Vol.7 No.11

컴퓨터와 편집기술이 발전함에도 유구와 유물의 측정 도면 등은 아직도 엄청난 노력과 시간을 투자한 수작업에 의존하고 있으며 문화재발굴보고서 또한 편집의 형태나 기술적인 면에서도 예전 보다는 발전하고 있으나 아직 디자인적으로 미흡한 것이 사실이다. 이번 논문의 목적은 기존 문화재발굴보고서의 부족한 심미적 요인을 개선하고 보고서의 내용 중 유구와 유물의 측정 도면 등을 디지털화 하여 효과적인 편집 작업을 하는데 도움이 되고자 한다. 또한 아직은 3D스캔, 촬영기술 등 기술적으로 미흡한 점이 있으나 점차 개선, 보완하여 단순한 문화재의 보고서가 아닌 더욱 실용적이고 가치 있는 자료로 데이터베이스화 하고 심미적이고 효율적인 정보전달이 가능 한 보고서의 편집에 그 목적이 있다. We are depending on tedious work by hand with tremendous time and effort in order to measure drawing of relics and remains despite of advanced computer and editing technology. Also, it is necessary to improve a designing element in the research report of cultural properties although we have more editorial and technical skills than we have done. The purpose of this article is to help to develop an aesthetic element and measurement of drawing of relics and remains for the effective editing in the current cultural properties research report. At the same time, through the gradual improvement of 3D scan and photographing techniques, research report of cultural properties will create database with useful and valuable material and provide aesthetic and efficient information.

대구약령시 색채경관에 대한 연구 : 대구시 남성로를 중심으로

변지환(Byun Ji-hwan) 한국디지털디자인학회 2006 디지털디자인학연구 Vol.6 No.2