$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

경제적인 워터젯 암반절삭을 위한 모래 연마재 성능 분석
Performance analysis of sand abrasives for economical rock cutting using waterjet 원문보기

Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association = 한국터널지하공간학회논문집, v.21 no.6, 2019년, pp.763 - 778  

오태민 (부산대학교 토목공학과) ,  박동엽 (부산대학교 토목공학과) ,  공태현 (부산대학교 토목공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

연마재 워터젯 절삭 기술은 다양한 장점으로 인하여 터널 및 지하공간 암반굴착에 활용되고 있다. 워터젯을 이용하여 암반을 파쇄하기 위해서는 반드시 연마재 투입이 필수적이다. 기존 석류석(garnet) 연마재는 국내에서 생산되지 않기 때문에 경제적 측면에서 대체 연마재가 필요한 실정이다. 본 연구는 국내 자연 및 건설현장에서 쉽게 구할 수 있는 모래를 대체 연마재로 사용 가능한지 규명하고자 한다. 실험 데이터 확보를 위해 준비한 현장 모래 5종을 연마재로 사용하여, 동일한 에너지 조건(수압, 유량)에서 화강암 절삭 실험을 수행하였다. 바다 모래를 연마재로 사용할 경우, 절삭성능은 상용 석류석 대비 60~70%가 확보되는 것으로 확인 되었다. 현장에서 경제적인 워터젯 굴착을 위해서 현장 모래를 대체 연마재로 활용 할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Abrasive waterjet cutting technology has been used for rock excavation of tunnels and underground structures due to various advantages. In order to cut rocks by using the abrasive waterjet system, abrasive is essential to enhance impact energies for fracturing the target rock. Since garnet abrasives...

주제어

표/그림 (15)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구는 대체 모래 연마재를 실험적으로 검토하여 암반 워터젯 절삭에 필수적인 연마재의 비용 저감 가능성을 목적으로 수행되었다. 5곳의 모래 시료를 대체 연마재로 고려하여, 기존 석류석 연마재와의 절삭성능을 비교하였다.
  • 본 연구에서는 워터젯에 사용되는 석류석 연마재의 대체 가능성을 확인하기 위해, 국내에서 쉽게 구할 수 있는 모래를 대체 연마재로 사용 가능한지 규명하고자 한다. 이에 따라 국내지역에서 수집한 현장/자연 모래 5종을 이용하여 화강암 절삭 실험을 실시하였다.

가설 설정

  • 동일한 연마재 투입량에서 연마재 종류 영향을 분석하는 것이 결과분석에 의미가 있다. 따라서 Fig. 4와 Fig. 5의 연마재 투입량에 따른 절삭성능을 이차곡선으로 가정하여, 해당 이차곡선에서 연마재 투입량 5 g/s, 7.5 g/s, 그리고 10 g/s 일 때의 절삭깊이 및 부피 값을 산정하였다. 투입량 10 g/s의 경우, 대부분의 연마재 타입에서 최적 투입량을 초과하는 값으로 간접적으로 초과 투입량 상황을 대변하는 실험 경우(case)이다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
초고압 펌프는 어떻게 구성되는가? 초고압 펌프는 구동모터와 유압펌프로 구성된다. 암반 파쇄를 위해 충분한 구동력 확보를 위해 50 마력 전기모터를 사용하였다.
암반 지역에 지하공간을 개발하기 위해 사용되는 공법은 무엇인가? 암반 지역에 지하공간을 개발하기 위해서는 NATM발파 공법과 TBM기계 굴착 공법이 대표적으로 사용된다. 하지만 TBM 굴착 공법은 시공 규모(굴착연장)가 작을 경우, 경제성 확보가 어렵기 때문에 국내에서는 NATM발파 공법을 주로 사용하고 있다.
워터젯을 이용하여 암반을 절삭 및 제거하기 위해, 연마재 투입하는 것의 효과는? 워터젯을 이용하여 암반을 절삭 및 제거하기 위해서는 연마재 투입이 필수적으로 이루어 져야 한다. 워터젯 펌프에서 생성된 고속 수류에연마재를 투입하게 되면, 연마재는 믹싱 챔버(mixing chamber)에서 혼합된 후 포커싱 튜브(focusing tube) 내에서 가속되어 암반파쇄에 필요한 높은 에너지를 가지게 된다(Momber, 2004; Oh and Cho, 2016).
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (12)

  1. ASTM (2010), Standard test methods for specific gravity of soil solids by water pycnometer, D854, ASTM International, West Conshohocken, PA. 

  2. Aydin, G. (2014), "Recycling of abrasives in abrasive water jet cutting with different types of granite", Arabian Journal of Geosciences, Vol. 7, No. 10, pp. 4425-4435. 

  3. Aydin, G., Kaya, S., Karakurt, I. (2019), "Effect of abrasive type on marble cutting performance of abrasive waterjet", Arabian Journal of Geosciences, Vol. 12, Article 357. 

  4. Cho, G.C., Joo, G.W., Oh, T.M., Hong, E.S. (2016), "New hydro-mechanical tunnel excavation method using an abrasive waterjet system", Japanese Geotechnical Society Special Publication, Vol. 4, No. 6, pp. 132-137. 

  5. Hashish, M. (2011), "AWJ cutting with reduced abrasive consumption", Proceedings of the American Water Jet Conference, Houston, U.S.A., Paper A4. 

  6. Joo, G.W. (2014), Effect of abrasive characteristics on waterjet rock cutting, M.S. Thesis, Korea Advanced Institute of Science and Technology, 151 pages. 

  7. Kim, J.G., Song, J.J. (2015), "Abrasive water jet cutting methods for reducing blast-induced ground vibration in tunnel excavation", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 75, pp. 147-158. 

  8. Momber, A.W. (2004), "Wear of rocks by water flow", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, Vol. 41, No. 1, pp. 51-68. 

  9. Oh, T.M., Cho, G.C. (2016) "Rock cutting depth model based on kinetic energy of abrasive waterjet", Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol. 49, No. 3, pp. 1059-1072. 

  10. Oh, T.M., Cho, G.C., Ji, I.T. (2013), "Effects of free surface using waterjet cutting for rock blasting excavation", Korean Tunnelling and Underground Space Association, Vol. 15, No. 1, pp. 49-57. 

  11. Oh, T.M., Joo, G.W., Cha, Y.H., Cho, G.C. (2019a), "Effect of garnet characteristics on abrasive waterjet cutting of hard granite rock", Advances in Civil Engineering, Vol. 2019, pp. 1-12. 

  12. Oh, T.M., Joo, G.W., Cho, G.C. (2019b) "Effect of abrasive feed rate on rock cutting performance of abrasive waterjet", Rock Mechanics and Rock Engineering, Vol. 52, No. 9, pp. 3431-3442. 

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로