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- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
12권 4호
초록
최근 터널 공사의 급증에 따라 터널의 안정성을 확보하기 위한 주지보재로 숏크리트를 타설하고 있다. 숏크리트는 굴착 중 터널의 안정성 뿐만 아니라 시공완료 후의 터널 안정성에도 중요한 역할을 하므로 숏크리트의 품질이 터널에 직접적인 영향을 미치게 된다. 특히 연약암반조건이나 용수부에서는 일반적인 급결제를 사용할 경우 숏크리트 타설량과 리바운드량이 증가하게 되어 경제성을 확보하기 어렵다. 또한 지하철 공사 시에는 분리굴착으로 시공하는 경우가 있어 공사기간이나 품질에 악영향을 줄 수 있다. 따라서 본 연구에서는 연약암반 터널공사에서 공기 및 공사비를 절감하고, 안정성을 확보할 수 있도록 급결성능을 강화시키고, 초기 압축강도 및 장기 압축강도를 확보할 수 있도록 조강형 및 알카리프리형 분말급결제의 성능을 평가하고자 한다.
Abstract
As there are increasing number of tunneling works these days, shotcrete is used as primary supports in order to secure the stability of tunnels. The quality of shotcrete has a direct influence on tunnels, because it is a primary support which secures the stability of completed tunnels as well as the stability of tunnels under excavation. Especially in case that ordinary shotcrete is used under weak rock conditions or at water gushing sections, more shotcrete is needed and rebound ratio increases. As a result, it is hard to keep economic feasibility. In addition to it, in subway construction, there are cases of separated excavation and it may have a bad influence on construction period or quality. Therefore, in this study, we are going to evaluate the early strength of powder type accelerator.
초록
암석과는 달리 절리암반은 변형률 의존적 변형특성(탄성계수 및 감쇠비)을 나타낸다. 탄성파를 이용한 현장실험을 통해 미소변형률 수준에서 암반의 최대탄성계수를 얻을 수 있으며 이를 내진 설계에 반영하고 있으나, 미소 변형률 이상의 중변형률(10-4~0.5%) 영역의 동적거동에 대한 실험적인 규명과 이에 대한 수치적 적용은 전무한 실정이다. 본 연구에서는 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비의 비선형 거동 특성을 반영하여 동적해석을 수행할 수 있는 FLAC3D 해석 모듈을 개발하였다. 리커 웨이브의 파동 변화를 분석하여 개발된 모듈에 대한 검증을 수행하였다. 절리 암반의 탄성파 전파특성과 동적 거동특성을 모사할 수 있는 절리암반 공진주 시험장비를 통하여 현장에서 채취한 절리암반의 변형률 의존적 전단탄성계수의 감쇠 특성과 감쇠비의 증폭 특성을 획득하였다. 개발된 비선형 해석 모듈에 실험으로부터 획득된 거동 특성을 반영하여 수직구와 사갱의 접속부에 대한 내진 안정성 평가를 수행하였다. 내진해석 결과, 비선형 해석이 선형 해석보다 더 큰 연직변위와 수평변위 결과를 나타냈다. 라이닝의 휨압축응력은 수직구과 사갱의 접속부에서 집중되는 것으로 나타났으며 비선형해석의 경우 라이닝에 더 큰 휨압축응력이 발생되는 것으로 나타났다. 본 연구를 통하여 변형률 의존적 절리암반의 비선형 거동특성을 보다 깊이 있게 이해하고 해석 및 설계시 고려할 수 있을 것으로 사료된다.
Abstract
Contrary to an intact rock, the jointed rock mass shows strain-dependent deformation characteristics (elastic modulus and damping ratio). The maximum elastic modulus of a rock mass can be obtained from an elastic wave-based exploration in a small strain level and applied to seismic analyses. However, the assessment and application of the non-linear characteristics of rock masses in a small to medium strain level (10-4~0.5%) have not been carried out yet. A non-linear dynamic analysis module is newly developed for FLAC3D to simulate strain-dependent shear modulus degradation and damping ratio amplification characteristics. The developed module is verified by analyzing the change of the Ricker wave propagation. Strain-dependent non-linear characteristics are obtained from disks of cored samples using a rock mass dynamic testing apparatus which can evaluate wave propagation characteristics in a jointed rock column. Using the experimental results and the developed non-linear dynamic module, seismic analyses are performed for the intersection of a shaft and an inclined tunnel. The numerical results show that vertical and horizontal displacements of non-linear analyses are larger than those of linear analyses. Also, non-linear analyses induce bigger bending compressive stresses acting on the lining. The bending compressive stress concentrates at the intersection part. The fundamental understanding of a strain-dependent jointed rock mass behavior is achieved in this study and the analytical procedure suggested can be effectively applied to field designs and analyses
초록
대구지하철 화재사고에서와 같이 철도터널 내 화재는 제연과 배연의 어려움으로 자칫 대형 사고로 이어질 가능성이 크다. 철도터널에서는 화재 시 안전성 확보를 위하여 정량적 위험도 평가를 통하여 방재 시설을 설치하도록 되어 있다. 이 연구에서는 터널내 화재시 정량적 위험도평가를 위해서 필요한 화재발생 표준시나리오, 화재 및 대피해석모델, 사망자 추정모델, 사회적 위험도 평가기준 등을 정립하여 철도터널에 대한 정량적 안전성 평가 기법을 제시하고자 하였다. 또한 본 연구에는 각각의 철도터널 화재사고에 대한 정량적 위험도를 평가할 수 있는 프로그램의 개발과 각종 모델을 정립하여 호남고속철도 방재시설 설계에 반영하였다.
Abstract
As we learned in Daegu subway fire accident, fire in the railway tunnel is prone to develop to large disaster due to the limitation of smoke control and smoke exhaust. In railway tunnel, in order to ensure fire safety, fire prevention and fighting systems are installed by quantitative risk assessment results. Therefore, in this research, developed the program to establish quantitative risk assessment and suggested quantitative safety assessment method including fire scenarios in railway tunnel, fire and evacuation analysis model, fatality estimate model and societal risk criteria. Moreover, this method applys to plan preventing disaster for Honam high speed railway tunnel. As results, we presented the proper distance of escape route and societal risk criteria.
초록
본 연구에서는 최근 국내 도심지 대심도 지하교통터널 계획과 함께 중요성이 대두되고 있는 터널내 화재 안전 설계에 가장 기본적인 설계 요소인 자동차의 열방출률을 제시하고자 실물화재실험을 실시하였다. 산소소모율법을 적용한 라지스케일칼로리미터를 이용하여 승합차의 열방출률을 측정하였으며, 또한 두 대의 승용차를 인접시켜 터널 정체시 화재 전파 특성을 파악 하였다. 그 결과 승합차의 최대 열방출률은 5.9 MW를 나타내었으며, 일산화탄소는 최대 482 ppm이 방출되었다. 두 대의 승용차의 화재 전파 특성 실험의 경우 화재 발생 후 약 3분 30초 경과부터 인접 승용차에 화재 전파가 시작되어, 15분 경과 후에는 완전한 화재로 발달하였다. 최대 발열량은 9 MW를 나타내었다. 이러한 실물화재실험에서 얻어낸 결과는 향후 수치해석시 중요한 입력 자료로 이용됨과 동시에 터널의 방재설비 설계에 유용하게 적용 될 수 있을
Abstract
The study performed an actual fire experiment in order to propose the heat release rate of automobile that is the most basic architectural element for the fire safety design in a tunnel, whose importance has been recognized as the underground traffic tunnels are planned in Korean metropolitan cities. The heat release rate of a van is measured by the large scale calorimeter, in which the law of oxygen consumption is applied, and the fire expansion characteristics in a tunnel by placing two passenger cars nearby one another in the tunnel. As the results, the heat release rate of the van was revealed to be 5.9 MW, and carbon monoxide was emitted 482 ppm at a maximum. In case of two passenger car experiment for the fire expansion characteristics, the adjacent car was ignited about 3 minutes 30 seconds after the fire occurrence, and the complete fire was developed after 15 minutes. The maximum heat release was 9 MW. The results from the actual fire experiment can be an important input data for future quantitative analysis as well as an element applicable to a tunnel disaster preventive equipment design.
초록
터널과 같은 지하공동 구조물의 역학적 거동은 지반의 복잡성 및 불확실성으로 인해 예측이 매우 어렵다. 터널굴착에 따른 거동 예측은 주로 모형실험이나 수치해석을 이용한 방법을 사용한다. 그러나 모형실험은 현장조건을 재현하기 어렵고, 수치해석 또한 적합한 구성 모델의 선정과 입력인자를 구하기가 매우 힘들다. 본 연구는 국내 화강암 풍화토 지반에 건설되는 터널의 천단침하와 내공변위에 대한 계측자료와 RMR을 근거로 하여 회귀분석방법을 사용하여 천단침하와 내공변위를 예측하였다. 계측자료를 분석한 결과 터널 굴착에 따른 천단침하는 굴착 초기인 약 20일 이내에 총 변위 변화량의 약 70~80%가 발생되었다. 천단침하와 내공변위를 예측한 결과, 지수함수가 대수함수보다 비교적 계측값에 잘 일치하였다. 또한 RMR값과 각 단면의 변위를 비교하여 상관관계식을 얻었다.
Abstract
Mechanical behavior of underground cavity construction such as tunnel is very difficult to estimate due to complexity and uncertainty of ground. Prediction of behavior according to excavation of tunnel mainly uses method utilized of model test or numerical analysis. But scale model test is difficult to reappear field condition, numerical analysis is also very hard to seek choice of suitable constituent model and input data. To solve this problem, this paper forecasted the deformation of tunnel that applied to information of crown settlement and convergence, RMR in weathered granite by using the regression analysis. The result of the analysis shows that the crown settlement according to excavation occurs approximately 70~80% of total displacements within about 20 days. As a result of the prediction of crown settlement and convergence, an exponential function becomes more accurate at measurements than an algebraic function. Also this paper got a correlation in comparison of RMR and displacements of 6 sections.
초록
터널화재 시 위험을 경감시키기 위해 설치하는 물분무설비의 성능을 실대 시험을 통해 확인하였다. A급 화재, Pool 화재 및 차량화재시 물분무노즐은 뜨거운 연기의 온도를 낮추는데 효과가 큰 것으로 확인되었다. 또한 터널에 기류가 존재하는 경우에도 냉각효과가 큰 것으로 확인되었다. 이 결과를 통해 물분무설비는 터널화재 시 기류온도를 낮춤으로써 fire jump를 방지하고, 주위의 시설물을 보호할 수 있을 것으로 판단된다.
Abstract
The performance of water spray system installed to reduce risks of tunnel fire is investigated by a real tunnel fire test. In case of A class fire, Pool fire, and car fire, the nozzle of water spray has had a marvelous effect to reduce the temperature of hot smoke. And it is verified to have remarkable cooling effects when there is the air flow in a tunnel. Though this results, water spray system will be able to prevent a fire jump to decrease the air temperature in a tunnel and to protect tunnel facilities by the fire control