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Mechanical behaviour of rock subjected to uniaxial compression at intermediate strain rate
Wicaksana Yudhidya,전석원 한국자원공학회 2020 Geosystem engineering Vol.23 No.5
This paper presents a study of the mechanical behaviour of rock under dynamic compression loading at intermediate strain rate (ISR). A series of laboratory tests were carried out to obtain dynamic uniaxial compressive strength by using a non-explosive powder reaction loading apparatus that was able to generate loading in the ISR range. It was found that the strength of granite and sandstone specimens increases at the ISR range. The results were discussed with a comparison with other findings from multiple references. In general, strength increases linearly at the lower rates and rises significantly at higher rates. Within the ISR range, the tendency is not consistent. Further understanding of rock behaviour within the ISR range needs to be extensively explored. This paper might be useful to understand phenomena involving a dynamic process such as mechanical excavation in which rock experiences a loading lower than high strain rate, i.e., explosive blasting, and higher than static loading.
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정호영,Yudhidya Wicaksana,김세훈,전석원 사단법인 한국터널지하공간학회 2021 한국터널지하공간학회논문집 Vol.23 No.3
Alternative methods of rock cutting have been introduced to substitute and to improve the traditional mechanical rock excavation methods (e.g., TBM and roadheader). Undercutting methods have been recently studied in some countries. In undercutting, several additional cutting parameters are involved in its cutting process compared tothe traditional rock-cutting. As a fundamental study, this paper introduces the concept of undercutting method with actuated disc, lab-scaled testing system, and testing procedures of undercutting by the system. Also, we present the calculation methods of cutter forces and specific energy, and discuss the results of undercutting tests compared to those of traditional rock-cutting methods. TBM과 로드헤더로 대표되는 기존의 기계화 암반굴착방식을 보완하고 대체하기 위한 새로운 개념의 암석절삭기법들이 연구되어오고 있다. 이러한 기법들 중 언더커팅 방식은 최근에 연구가 수행되고 있는 방식이다. 언더커팅에서는 기존의 전통적인 암석절삭 방식과 비교하여 보다 많은 절삭변수들이 암석의 절삭메커니즘에 관여한다. 본 논문은 이에 대한 기초연구로 수행되었으며, 언더커팅이 적용된 구동형 디스크, 실험실 스케일의 절삭시험시스템, 시험 방법에 대하여 소개하였다. 또한 본 논문에서 소개된 절삭시험시스템을 이용하여 구동형 언더커팅 디스크의 절삭력을 통해 비에너지를 계산하는 방법을 소개하였으며, 그 결과를 전통적인 암석절삭방식과 비교하여 분석하였다.
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구동형 언더커팅 디스크에 의한 암석절삭에 관한 기초연구
정호영(Hoyoung Jeong),Yudhidya Wicaksana,김세훈(Sehun Kim),전석원(Seokwon Jeon) 한국암반공학회 2020 터널과지하공간 Vol.30 No.6
기존의 전통적인 암석절삭방식의 한계점을 극복하고자 다양한 신개념의 암석절삭메커니즘이 연구되고 있으며, 그 중 언더커팅은 최근 연구가 수행되고 있는 기술이다. 본 논문에서는 언더커팅에 대한 기초연구로서 구동형 언더커팅에 의한 암석절삭메커니즘과 절삭에 관여하는 중요핵심변수들에 대하여 소개하였다. 구동형 언더커팅에 의한 절삭성능을 평가하기 위한 시험시스템을 구축하고 이를 활용하여 주요 핵심변수들을 변화시켜가며 구동형 언더커팅 디스크를 활용한 절삭시험을 수행하였다. 구동형 언더커팅 절삭시험으로부터 획득되는 3방향 커터작용력의 특성을 분석하였으며, ADC의 주요 절삭변수인 선형이동속도, 법선압입깊이, 편심의 증가에 따라 3방향 커터작용력의 평균값과 최댓값은 모두 선형적으로 증가하는 결과를 나타내었다. Several alternative rock-cutting concepts, which are modified from the conventional ones, have been developed lately. Of the concepts, undercutting is one of the latest technologies. In this study, as a fundamental study on the undercutting technique, the rock-cutting mechanism and important parameters of the undercutting were introduced. This study built up cutting test system for evaluating the cutting performance of an actuated undercutting disc cutter (ADC), and carried out a series of cutting tests under different cutting parameters of ADC. The characteristics of cutter forces obtained from ADC rock-cutting tests were analyzed. The both average and peak values of the three directional cutter forces were linearly increased with the increases of linear velocity, penetration depth in vertical direction and eccentricity of ADC.
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변형률 게이지 측정원리를 이용한 충격 하중 센서의 개발 및 암석의 동적 압열 인장 실험에 적용
민경조,오세욱,전석원,조상호,Min, Gyeong-jo,Oh, Se-wook,Wicaksana, Yudhidya,Jeon, Seok-won,Cho, Sang-ho 대한화약발파공학회 2017 화약발파 Vol.35 No.3
In order to obtain the dynamic response behavior of the rock subjected to blasting loading, a shock-proof high sensitivity impact sensor which can measure high frequency dynamic force and strain events should be adopted. Because the impact sensors which uses quartz and piezoelectric element are costly, generally the strain measurement-based impact (SMI) sensors are applied to high speed loading devices. In this study, dynamic Brazilian tension tests of granitic rocks was conducted using the Nonex Rock Cracker (NRC) reaction driven-high speed loading device which adopts SMI sensors. The dynamic response of the granite specimens were monitored and the intermediate strain rate dependency of Brazilian tensile strengths was discussed. 발파 하중에 대한 암석의 동적 응답 특성을 획득하기 위해서는, 내충격 고감도의 충격하중센서가 필요하다. 이러한 충격 하중 센서는 석영(quartz) 하중셀, 압전소자(piezoelectric element), 변형률 게이지를 적용하여 제작되고 있으나, 석영 및 압전소자의 경우 고가이기 때문에, 충격하중가압시험과 같이 압력 센서의 손상이 빈번한 경우에는 제약이 따르게 된다. 본 연구에서는 원통형 압축셀에 변형률 게이지 측정원리를 적용한 내충격 고감도 하중센서를 개발하였다. 개발된 하중 센서는 Nonex Rock Cracker (NRC) 구동 고속충격 하중 장치를 이용한 화강암 동적 압열 인장 실험에 적용하여 동적하중이력의 측정에 적용되었다. 그 결과, NRC 구동 고속충격하중장치는 암석 강도의 중간 변형률 속도 의존성 연구에 적용 가능한 것으로 파악되었다.
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