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- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
14권 1호
초록
본 논문은 도로터널에 설치하는 물분무소화설비가 피난성능을 개선시키는지를 검증하는 연구이다. 검증의 절차와 방법은 ‘도로터널 방재시설 설치 및 관리지침’에 따라 수행되었다. 3종류의 화재크기와 27개의 화재시나리오에 대한 화재 평가와 피난 평가를 실시하였다. 결과는 물분무소화설비가 설치된 경우와 설치되지 않은 경우로 구분하여 제시하였다. 물분무소화설비는 27개 시나리오 중에서 26개에서 물분무소화설비가 없는 경우에 비해 사망자가 감소하였다. 물분무소화설비가 설치되지 않은 경우의 사회적 위험도는 홍콩과 네델란드 기준에서는 수용할 수 없는 범위였다. 반면 물분무소화설비가 있는 경우에는 사회적위험도가 ALARP 범위였다. 결과적으로 물분무소화설비가 있는 경우에는 없는 경우와 비교해서 1명, 10명, 100명 이상의 사망 빈도가 각각 50배, 100배 및 4배로 감소하였다. 결과적으로 물분무소화설비는 도로터널 화재 시 고온기류의 냉각작용과 독성가스의 세척효과를 통해 피난에 유리한 환경을 조성한다는 것을 확인하였다.
Abstract
This paper verified whether fixed fire fighting system (FFFS) that is installed in road tennel improves Evacuation Performance or not. Verification was performed according to the Disaster Prevention Facilities Installation and Management Guide at road tunnel. 27 different fire scenarios were set up for verification and it was Compared the cases that FFFS was installed with the cases that FFFS was not installed. The result of the comparison, Average Equivalence deaths was reduced in 26 cases of 27 cases that Water spray extinguishing system was installed. It was confirmed that risk of the cases that it was not installed was existed an Hong Kong & Netherlands unacceptable area on F-N curve. On the other hand, it was confirmed that risk was reduced to as low as reasonably practicable (ALARP) about the cases that it was installed. The cumulative frequency of average deaths in case with FFFS was compared against the frequency of death without FFFS: Death of one or more is about 50 times less; 10 or more is about 100 times less; and the death of more than 100 is four times less. It was verified that AFFFS makes improved to escape conditions from the case fires in road tunnel.
초록
RMR(Rock Mass Rating)은 평가방법의 수월성으로 인해 터널과 사면 등 토목공사 현장에서 암반평가 방법으로 널리 활용되고 있는 만큼 좀 더 쉽고 신뢰성 있는 수정 RMR법을 찾기 위한 연구는 꾸준히 진행되어 왔다. 그만큼 RMR에 대한 다수의 연구들이 여러 가지 통계적 분석 및 평가기법에 의해 변수의 개수나 배점을 조정한 수정 RMR법 제시에 치중된 측면도 있다. 따라서 본 연구에서는 정규화한 RMR변수들의 평가 경향 분석을 통하여 기 연구들에서 중요 평가 변수들을 공통적으로 포함하면서도 다양한 변수조합의 수정 RMR법들이 제안될 수 있었던 당위성에 대하여 고찰하였다. 나아가 변수들의 분포 경향으로부터 현장에서의 평가경향에 대해서도 역 추론 하였다. 약 2000개의 현장 측정 데이터들에 대해 정규화한 후 RMR과 각 변수들의 1:1 평가를 실시한 결과 일정한 패턴의 상관관계와 평가경향이 나타났다. 정량적 평가 변수인 일축압축강도와 RQD(Rock Quality Index)는 RMR 기준선 대비 항시 상향 분포 추세로 나타나 RMR 값들을 평가절상 하는 역할을 하는 반면, 정성적 평가 성향이 큰 절리 상태와 지하수는 기준선 대비 대부분 하향 분포 추세로 나타나 RMR 값들을 평가절하 하는 역할을 하는 것으로 판단된다. 이를 통해 정량적인 변수들과 정성적인 변수들을 적절히 조합하면 어려운 통계분석 없이도 수정 RMR법을 제시할 수 있음을 알 수 있다. 또한 정성적인 변수에 대한 현장 엔지니어의 보수적인 암반평가 경향도 추론할 수 있다.
Abstract
Due to the convenient, RMR (Rock Mass Rating) has been widely applied in civil engineering works such as tunnel, slope, and so on. Many researchers have studied to suggest more simple and trustable RMR by modifying its parameters. However, these researches have just focused on looking for easy modified-RMRs by reducing number of parameters using various statistical analyses. Therefore, this research studied questions of modified-RMRs and gaps between RMR and its parameters. Approximately 2,000 parameters of 400 RMRs from various tunnel sites were normalized respectively and compared with one another to study their relations and divergences. The comparison results showed that there were common patterns among RMR and parameters. Data of uniaxial compressive strength and RQD (Rock Quality Index), qualitative parameters, were located in upper side of RMR line. Discontinuity condition and ground water, quantitative oriented parameters, were opposite to them. It means if both qualitative and quantitative parameters can be properly combined then it can be easy to make simple and easy modified-RMRs without using difficult statistics. This results also shows that the majority of field engineers used to estimate RMR conservatively when they did quantitative oriented parameters.
초록
터널 설계 시 사용되는 지반 물성치는 불확실성을 내포한다. 본 연구에서는 최적의 지반물성치를 찾기 위해 터널 계측자료를 활용하여 MATLAB 프로그램의 인공신경망 분석 기능을 이용한 역해석을 수행하였다. 터널 내공변위에 많은 영향을 주는 탄성계수와 측압계수를 변화시켜 총 81개의 학습자료를 구축하였다. 최적의 학습모델을 구축하기 위해 은닉층 수와 노드(node) 수 및 학습율과 관성항을 변화시켜가며 매개변수 연구를 수행하였다. 한편 최적의 학습모델은 평균제곱오차(MSE, Mean Squared Error)와 결정계수()를 비교하여 선정되었고, 이를 이용하여 정확한 지층의 탄성계수와 측압계수를 찾았다. 향후 주어진 지반조건에서 최적의 터널 지보패턴을 결정하는 등의 목적으로 본 연구에서 제시된 방법이 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
Abstract
There is considerable uncertainty in ground properties used in tunnel designs. In this study, a back analysis was performed to find optimal ground properties based on the artificial neural network facility of MATLAB program of using tunnel monitoring data. Total 81 data were constructed by changing elastic modulus and coefficient of lateral pressure which have great influence on tunnel convergence. A sensitivity analysis was conducted to establish an optimal training model by varying the number of hidden layers, the number of nodes, learning rate, and momentum. Meanwhile, the optimal training model was selected by comparing MSE (Mean Squared Error) and coefficient of determination () and was used to find the correct elastic moduli of layers and the coefficient of lateral pressure. In future, it is expected that the suggested method of this study can be applied to determine the optimum tunnel support pattern under given ground conditions.
초록
현대식 Rock TBM공법은 TBM에 의한 굴착과 지반 타입에 따른 능동적인 지보가 어우러진 공법으로 세그먼트를 사용하지 않고 숏크리트, 링빔, 록볼트, 와이어매쉬 등의 지보재에 의해 터널을 지보한다. 현대식 Rock TBM에서 사용되는 링빔은 H-형강을 사용하여 NATM의 강지보재와 유사하나 원형으로 완전히 폐합되어 설치됨에 따라 강지보재보다 더 효과적이다. 따라서 현대식 Rock TBM에서 링빔은 터널의 안정성 향상에 기여하는 바가 크며, 본 연구에서 소개하는 가압형 링빔(Pressurized ring beam)은 그 효과를 더욱 향상 시킬 수 있다. 가압형 링빔의 효과를 검증하기 위해 3차원 수치해석을 수행하였으며 그 결과 최소주응력 증가, 과대변위를 발생시키는 소성변형률의 감소, 링빔 설치 후 발생하는 변위인 상대변위감소 그리고 링빔 간격 증가 효과를 확인하였다.
Abstract
A Modern Rock TBM is a tunnel excavation method combining the conventional tunnelling method with the mechanized tunnelling method. It is a hybrid system that excavates a tunnel with TBM and supports the ground by ring beam, wire mesh, rock bolt, shotcrete, i.e., conventional tunnelling method. In the Modern Rock TBM, a ring beam is similar to a steel rib in NATM in the way that uses H-beam. But using a ring beam is more effective than a steel rib because it is installed in a closed-circle. Therefore, improving the performance of the ring beam is a key factor for achieving tunnel stability. In this respect, this study introduces a pressurized ring beam that might be functioning more effectively by confining convergence during tunnel excavation. In order to verify the effect of the pressurized ring beam, a three-dimensional numerical analysis was conducted. The numerical analysis confirms an increase in the minimum principal stress and reduction in the plastic strain that triggers excessive displacement. The analysis result also indicates a decrease in the relative displacement occurring after installing the ring beam, and expansion in spacing between the ring beams.
초록
면 FRP 패널 부재는 생산방식 및 생산설비 등의 제한으로 일정한 폭을 갖는 제품으로 생산되며, 이러한 곡면 FRP 부재를 이용하여 제작 공장 또는 현장에서 FRP 부재간 연결을 통한 연속 시공으로 목적대상 구조물을 시공할 수 있다. FRP 부재간 연결방법은 크게 화학적 연결, 기계적 연결, 그리고 복합적인 연결방법 등이 있으며, 이 가운데 접착용 수지를 이용한 화학적 연결이 가장 보편적으로 적용되고 있다. 따라서 FRP 부재의 연결부 최적화설계를 위하여 표면처리 조건 및 접착제 종류 등을 매개변수로 직접전단 시험을 수행하였다. 시험결과 sand paper를 이용한 연마 또는 sand blasting으로 FRP 부재 표면 처리 조건 및 에폭시 또는 아크릴계 접착제가 가장 효과적인 접합방식인 것으로 나타났다
Abstract
A curved fiber reinforced polymer (FRP) panel is produced with a certain width depending on allowances of manufacturing processes and facilities. An targeted arch-shaped structure could be built by sequential connection of series of the FRP panels. The connection manner between the FRP panels could be given by chemical treatment, mechanical treatment and hybrid method. Among those, the connection between the panels by chemical treatment is commonly adopted. Therefore, For an optimized design of the connected part between FRP pannels, a number of direct shear tests have been undertaken in terms of a number of parameters: surface treatment conditions, bonding materials, etc.. As results, surface grinding condition by sand paper or surface treatment by sand blasting appear properly acceptable methods, and epoxy and acryl resins are shown to be effective bonding materials for the purpose in this study.
초록
대부분의 터널 조명은 인공조명에 의존하고 있어 조명설비의 유지관리비 및 전력비를 절감하기 위해 자연채광을 적용한 기초연구가 선행되었다. 터널 입구부에 채광시스템을 설치하여 자연광을 유입할 수 있는 바형식(bar type) 반사거울시스템을 제작･설치하여 조도 및 휘도를 측정하여 채광시스템의 성능을 평가하였다. 있다. 수평면 조도 측정 결과, 전체 평균 1,170 lx로 미설치 대비 6.5배 이상 증가하여 채광유효구간에서 구간별 터널기준조도(KSA 3703)를 만족시키는 것으로 나타났으며, 터널 밖으로 나오는 반대편 차로 운전자의 눈부심을 휘도를 측정하여 분석한 결과, 전체 평균 3.01로 현휘 기준치인 10 이내로 평가되어 눈부심은 발생하지 않을 것으로 분석되었다.
Abstract
The basic study was preceded for reducing maintenance and power cost of lighting fixture applying daylighting because most of the tunnel lighting depend on the artificial lighting. This study aims to evaluate the daylighting performance of the tunnel by using Bar type mirror reflector system. Illuminance and luminance was measured. As a result of horizontal illuminance measurements, it was satisfied in tunnel recommended illuminance (KSA 3703) that total average was 1,170 lx increased 6.5 times more than this system was not used. Also, As a result of evaluating driver's glare on the opposite lane, glare did not occurred that luminance ratio was total average 3.01 within luminance ratio standard 10.