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손영진,최항석,고태영,Son, Youngjin,Choi, Hangseok,Ko, Tae Young 한국터널지하공간학회 2018 한국터널지하공간학회논문집 Vol.20 No.2
Subsea tunnel can be highly vulnerable to seawater intrusion due to unexpected high-water pressure during construction. An artificial ground freezing (AGF) will be a promising alternative to conventional reinforcement or water-tightening technology under high-water pressure conditions. In this study, the freezing energy and required time was calculated by the theoretical model of the heat flow to estimate the total amount of refrigerant required for the artificial ground freezing. A lab-scale freezing chamber was devised to investigate changes in the thermal and mechanical properties of sandy soil corresponding to the variation of the salinity and water pressure. The freezing time was measured with different conditions during the chamber freezing tests. Its validity was evaluated by comparing the results between the freezing chamber experiment and the numerical analysis. In particular, the freezing time showed no significant difference between the theoretical model and the numerical analysis. The amount of refrigerant for artificial ground freezing was estimated from the numerical analysis and the freezing efficiency obtained from the chamber test. In addition, the energy ratio for maintaining frozen status was calculated by the proposed formula. It is believed that the energy ratio for freezing will depend on the depth of rock cover in the subsea tunnels and the water temperature on the sea floor. 해저터널은 시공중 예측치 못한 고수압으로 인한 해수 침투가 발생할 가능성이 매우 크다. 이에 고수압조건에서 차수 및 보강효과가 탁월한 인공 동결 공법의 적용이 대두되고 있다. 본 연구에서는 인공 동결 공법에 필요한 냉매량을 산정하기 위해 열흐름 에너지 이론 모델에 의한 이론적인 값을 계산하고, 동결 챔버 실험결과 및 수치해석결과와의 비교를 통해 적정성을 검증하였다. 염분과 수압에 따른 열적 역학적 특성 변화를 규명하기 위해 동결용 챔버를 제작하여 염분과 수압 조건에 따라 사질토의 동결 시간을 파악하였다. 또한, 이론값과 수치해석 결과의 동결 시간은 유사한 경향을 확인하였다. 동결공법의 냉매량은 수치해석의 결과를 기반으로, 동결 챔버 실험을 통해 동결 효율의 결과와 이론식을 통한 동결 유지를 위한 에너지 비율을 적용하여 산정하였다. 동결유지를 위한 에너지 비율은 해저터널의 토피고와 해저면의 수온에 따라 좌우될 것으로 판단된다.
3차원 모델링을 이용한 재개광 양양철광의 운반시스템 설계
손영진(Youngjin Son),김재동(Jaedong Kim) 한국암반공학회 2012 터널과지하공간 Vol.22 No.6
본 연구에서는 재개광을 계획하고 있는 (구)양양철광의 수갱광체를 연구대상으로 설정하고 이를 재개광하기 위한 운반시스템의 구축을 목적으로 광체 및 광체 주변의 지질구조와 구갱도 현황 및 신갱도 개설 계획을 3차원으로 모델링 하였다. 연구에 사용된 software는 GEMCOM社의 GEMS로써 3차원의 매장량평가, 개발타당성 평가, 운영관리용 프로그램이다. 2차원 지형도와 지표 지질도를 자료로 하여 지표 지형 및 지질을 3차원으로 모델링 하였으며 (구)양양철광 개발 당시 작성된 지질 단면도와 시추자료를 토대로 연구대상지역의 지질 구조 및 광체를 3차원적으로 생성하였다. 수갱광체는 충전된 채굴적, 공동, 잔광으로 구분하여 모델링하고 잔광부의 품위에 대한 시추 정보로부터 지구통계학적 기법을 적용하여 품위별 매장량 평가 결과를 얻을 수 있었다. 또한 기존 2차원 구갱도 개설 현황 자료를 이용하여 구갱도에 대한 3차원 모델링을 수행하였고, 무궤도 운반 시스템의 적용을 고려하여 신갱도의 크기와 배치를 3차원으로 설계하였다. 완성된 광체 및 운반 시스템의 3차원 모델을 이용하여 지하선광장의 위치를 선정하였다. 마지막으로 채취한 시료의 암석 물성값들을 기초로 광체 주위에 부존하는 물성을 암종별로 입력하고 지구통계학적 기법을 통해 미조사 부분에 대한 암석물성을 추정할 수 있는 3차원 공학적 모델링을 수행하였다. 이러한 과정을 통하여 얻어진 재개광 광산의 3차원 모델은 매장량 평가 및 개발계획 수립, 추가 탐사 지역의 선정이나 개발 계획의 변경 등의 문제들을 해결하고 체계적이고도 지속적인 광산 개발 기술 확립에 기여할 수 있을 것이다. To achieve mine development, a large amount of data concerned with the geological structure and the ore body had to be investigated and collected through geological survey, drilling and geophysical explorations. In most previous cases, however, the data were usually analyzed two dimensionally and those results showed some limits because of their 2D presentation. Those 2D maps such as geological plane sections or longitudinal sections cause lots of difficulties in understanding the complex geological structure or the feature of ore body in a spatial way. In this study, research area was set on the abandoned Yangyang iron mine in Korea and the Sugaeng ore body within the mine was selected as the research target to design a mine haulage system for reopening. A 3D mine model of this area was tried to be constructed using a 3D modelling software, GEMS. An accurate 3D model including the ore body, the geological structure, the old underground mine drifts and the new mine drifts was constructed under the purpose of reopening of the abandoned iron mine. Especially, mine design for trackless haulage system was conducted. New inclines and drifts were planned and modelled 3 dimensionally considering the utilization of old drifts and shaft. In addition to the 3D modelling, geostatistical technique was adopted to generate a spatial distribution of the ore grade and the rock physical properties. 3D model would be able to contribute in solving problems such as evaluating ore reserves, planning the mine development and additional explorations and changing the development plans, etc.
손영진(Youngjin Son),김재동(Jaedong Kim),정완순(Wansoon Jeong),김종훈(Jong-Hoon Kim),김기석(Ki-Seog Kim) 한국암반공학회 2014 터널과지하공간 Vol.24 No.1
본 연구에서는 절리구조의 기하학적 특성을 분석하기 위해 사진측량기법을 효율적으로 현장에 적용하기위한 절리조사 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 하드웨어와 해석 소프트웨어로 구성된다. 하드웨어는 암반 절리구조의 영상촬영을 위한 영상 촬영 시스템, 카메라의 촬영방향과 높이를 제어하는 촬영방향 제어 시스템, 그리고 카메라 매개변수 중 회전각 성분을 측정하기 위한 디지털 컴퍼스로 구성되었다. 해석 소프트웨어는 사진촬영을 통해 얻어진 이미지 자료로부터 절리의 방향성, 밀도 및 평균 길이를 분석하기 위해 개발하였으며 JointeXtractor로 명명하였다. 개발된 시스템을 암반 상부와 수목이나 낙석방지 울타리의 설치로 인해 접근이 어려운 지역 등 수작업 조사자가 측정할 수 없는 경우의 현장에 적용한 결과 절리의 방향성 및 밀도, 평균 길이를 정량적으로 분석할 수 있었다. In this study, a joint survey system was developed to efficiently analyze geometrical characteristics of joint structures in rock mass using photogrammetric technique. The system includes both hardware and software. The hardware consists of a high resolution image camera for photographing image of a surface of rock body, a direction controlling system for adjusting the attitude of camera, and a digital compass for measuring the rotation angle of camera. The software was also developed in order to analyze the orientation, density, mean length of joints revealed on the images of rock surfaces. The software developed in this study was named as JointeXtractor. As applying this system into several field measurements, the orientation, density, mean length of joints could be quantitatively measured through analyzing the images of rock surfaces, in which the case of a difficult-to-access area was especially included for the test of the system.
NASA의 우주 연구 프로그램에 따른 미소 중력하에서의 연소 특성 및 화재 안전 연구 개괄
손채훈(Chae Hoon Sohn),손영진(Youngjin Son) 한국추진공학회 2007 한국추진공학회지 Vol.11 No.3
Fire is one of important checkpoints in crewed exploration systems, where men inhabit in space. In space, astronaut cant escape from fire out of a spacecraft and not expect any help of fire fighters, either. Accordingly, the best way to stand against fire is to prevent it. But, when fire occurs in space, flame behaviors are quite different from those observed on earth because of micro- or zero-gravity in space. The present paper introduces major research results on flame behaviors under microgravity and fire prevention, detection, and suppression in crewed exploration spacecrafts and international space station based on NASAs FPDS research program.