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- P-ISSN2233-8292
- E-ISSN2287-4747
- KCI
4권 1호
초록
본 연구는 우면산터널 시공에 따른 예술의 전당내의 오페라극장 구조물에 대한 영향을 검토하고 필요 시에는 적절한 대책을 조기에 강구하기 위하여 3차원 유한요소해석을 실시하였다. 쌍굴터널 굴진 시 지반거동의 영향범위 내에 있는 오페라극장은 문화재 급의 건축물로써 그 기초형식 또한 다양하다. 그러므로, 건물구조의 3차원적인 특성과 기초형태의 변화를 이상적으로 모델링하고, 3차원해석 결과에 따른 시공 전 예측과 시공 중 안정성 확인을 평가할 수 있도록 검토하였다. 문제발생시 신속한 대처를 할 수 있고, 터널굴진 시 정보화 시공이 적용될 수 있도록 관리기준치를 단계적으로 변화 설정하였다.
Abstract
This research work is to investigate influences of the Opera House in Arts Center caused by the twin tunnel construction. The Opera House of 3D structural feature with various type of foundations and adjacent twin tunnels are modeled in 3-Dimensional mesh for FEM analysis. Confirmation of safety is essential for this particular type of structure, and attention level and warning level of control criteria are examined for the protection of the Opera House by means of the analytical results.
초록
영동터널의 굴착공법은 다음과 같이 세밀한 위험도 분석기법을 통하여 결정되었다. 본 논문에서는 실드 TBM과 같은 형태의 기계화 굴착공법과 천공 및 발파에 의한 굴착공법에 따른 공사중 특정의 위험도를 분석하였다. 공사 민감도 및 현장 경험 등의 기타 중요인자를 고려한 위험도 분석결과에 따라 본 현장여건을 고려하면 천공 및 발파공법이 영동선 터널의 굴착공법으로 가장 적합하다고 제안되었다.
Abstract
The construction method for Young Dong Tunnel has been chosen following detailed risk assessment. In this paper, the specific risks to the project programme, associated with adopting either mechanical excavation in the form of a shielded TBM, or drill and blast excavation methods, are assessed. From the risk assessment results, and taking other important factors into account, such as project sensitivity and local experience, the recommendation is made that the relatively low risk drill-and-blast method is the most appropriate for construction of Young Dong Tunnel.
초록
우리나라 대부분 토목현장에서는 암반의 굴착을 위하여 발파공법이 시행되고 있다. 발파공법은 기타 파암공법에 비하여 작업능률의 향상, 공사기간의 단축 등으로 많이 행해지고 있다. 그러나 발파작업은 발파진동, 발파소음, 비산 등으로 많은 피해를 발생하기도 한다. 따라서 본 연구에서는 미진동 공법 중에 하나인 플라즈마 공법의 특성, 파암효과 및 적용성에 대하여 검토해 보았다. 본 연구에서 나타난 플라즈마 공법에 의한 감쇠지수는 1.45~2.23이고 발파공법의 감쇠지수는 1.39~1.40으로 분석되었다. 그리고 시험파암 결과 파암지점과 계측지점과의 거리가 약 15m 이상인 지점부터는 대부분의 파암진동이 문화재나 컴퓨터 시설 등 민감한 보안물건에 대한 허용기준치인 0.2kine(cm/sec) 이내로 계측되었다. FFT(Fast Fourier Transform) 분석 결과 당 현장에서 발파공법에 의해 계측된 주파수는 30~50Hz이고 플라즈마 공법의 주파수는 30~130Hz 사이에 분포하고 있다.
Abstract
For the excavation of the rock, blast method is put into operation in most of the construction site in Korea. In comparison to other methods of excavation, blast method has many merits such as improvement in efficiency in operation, reducement of operation period, and etc. However, blast operation also creates much loss due to the blast vibration, noise, and fly rocks. Thus in this study we have examined main features, rock fragmentation effect and the application of plasma method the one of shallow vibration method. In this study, the attenuation exponent of blast method operated in the site was 1.39~1.40 and that of the plasma method was analyzed to be 1.45~2.23. From the location where the distance between excavation location and observation location was over 15 m, most of excavation vibration were measured to be less than 0.2 kine(cm/sec), which is also the allowed standard value of sensitive buildings, such as cultural assets and computer facilities. According to the result of FFT(Fast Fourier Transform) analysis, the frequency measured through blast method in this site was 30~50 Hz and the frequency of plasma method ranges in between 30~130 Hz.
초록
최근 들어 1km이상의 장대터널건설이 급증하는 추세이고 이로 인해 터널 내 화재가 발생하면 터널내부는 외부와의 통로가 한정되고 고립된 공간이므로 화재로부터 발생되는 연기와 열로 대형인명사고가 발생 가능성이 높아지고 있다. 그러므로 고속도로 터널의 경우, 터널화재에 대비한 방재시스템을 구축하고 있지만 터널의 장대화, 화물운송차량의 대형화, 운반물류의 다양화에 따라 가연물의 규모, 터널 내 기류 등 다양화된 제반 조건을 세부적으로 고려한 화염확산 형태 및 연기유동 메커니즘에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 터널 실물화재실험을 수행하여 화재발생시 터널내부의 온도분포, 풍속, 연기거동 특성을 분석하였다.
Abstract
Recently, the construction of tunnels longer than one kilometer has increased rapidly. Considering characteristic of limiting structure of longer tunnel, if fires inside tunnel broke out because of vehicle incidents, the catastroph would have high possibility to take place due to toxic smoke and heat of fire. In case of highway tunnel, safety facilities which can cope with tunnel fire are installed in the tunnel but according to rapid increase of heavy good traffic, dangerous goods and enlargement of tunnel magnitude, the research has to carry out about heat fluxes and smoke behavior during tunnel fire. Therefore, through full-sized fire experiment the paper analyzed temperature distribution, wind velocity, smoke behavior during tunnel fire.
초록
1980년 초 서울지하철 건설공사를 계기로 국내의 터널공사에 NATM(New Austrian Tunneling Method)공법이 적용되고 있다. 하지만, 주지보재의 하나인 숏크리트 기술은 NATM공법이 국내에 들어온 초기의 기술력을 아직 답습하고 있는 상태로 다량의 리바운드가 발생하고, 노즐맨의 경험이나 기량등에 의존하는 경우가 많아 비용절감 및 시공능률 향상을 위한 개선이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 숏크리트 품질확보에 중요한 위치를 차지하고 있는 급결제(Accelerator)를 주변수로 강섬유보강 숏크리트(SFRS)에 대한 모형시험을 실시하여 고품질 숏크리트에의 적용 가능성을 검토하였다. 모형시험(압축강도,휨강도,휨인성)결과, Alkali-free 액상급결제를 사용한 숏크리트를 통해 고강도 발현을 위한 고가의 혼화재를 사용하지 않고서도 고품질의 고강도 숏크리트 개발 가능성을 확인할 수 있었으며, Single-Shell Lining 터널 등 Permanent Shotcrete Lining이라는 새로운 개념의 터널 지보 시스템 구축을 위한 요소기술로 그 적용이 확대될 것으로 판단된다.
Abstract
From the early 1980’s, the New Austrian Tunneling Method(NATM) has been developed as one of the standard tunneling methods in Korea. Approximately 10 years ago, wet-mix shotcrete with sodium silicate (waterglass) accelerator was introduced and widely used to tunnel lining and underground support. However, this accelator had quality of the hardened shotcrete. In order to compensate for these disadvantages, recently developed alkali-free accelerator has been successfully demonstrated in numerous projects and applications as a new material to make tunnels more durable and safer. An experimental investigation was carried out in order to verify the strength behavior of wet-mix Steel Fiber Reinforced Shotcrete(SFRS) with alkali-free accelerator. Compressive strength, flexural strength, and flexural toughness were measured by testing specimens extracted from the shotcrete panels. From the results, wet-mix SFRS with alkali-free accelerator exhibited excellent strength improvement compared to the conventional shotcrete accelerator.
초록
국토의 65% 이상이 산악으로 구성된 이유로 90년대 이후 산악지형의 암반을 대상으로 한 대규모 교통터널, 에너지 비축시설 및 산업용 저장소와 같은 대형 토목구조물의 필요성이 크게 증가하고 있다. 암반 내 시공되는 토목 구조물의 설계과정에서 현지 암반의 초기응력장에 대한 정량적인 자료가 주요한 핵심요소로 작용하며 이러한 초기응력장에 대한 제반 정보를 획득하기 위한 목적으로 국내에서는 정밀 지반조사 과정에서 수압파쇄법이 대표적으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 국내 각지의 산악지형에서 얻어진 수압파쇄시험 현장 측정 자료들에 대한 해석결과를 바탕으로 국재 산악지형의 암반 내 초기응력분포 특성에 대한 분석을 수행하였다.
Abstract
Since early in the 90’s, the need for construction of underground rock structures such as long and large section traffic tunnel, energy storage cavern, industrial facility, etc. has been largely increased because the Korean territory is not wide and about 65% of the land consists of mountainous region. The initial rock stress measurement has been widely conducted to provide the quantitative information on the stress state of engineering site at the design stage of underground rock structures. Among the diverse methods developed for measuring rock stress, hydraulic fracturing test is most popularly used because it is applicable at pre-construction stage and has no limit in testing depth. In this paper, the characteristics of initial rock stress state in mountainous region were studied on the basis of the in-situ hydraulic fracturing stress measurement results from the 60 test boreholes in various parts of Korea.
초록
본 연구에서는 지반내에 뚜렷한 불연속면의 존재로 인한 하중의 비대칭 전이특성과 이완영역의 형상을 실내실험에 기초하여 고찰하였다. 가동판(trap-door)과 바닥판(reaction plates)을 토조바닥에 설치하고, 건조한 모래지반에 연직의 불연속면을 설치하여 불연속성 지반을 형성하였다. 다양한 토피고와 불연속면의 위치를 실험변수로 적용하였다. 연구결과, 토층비(=토피고/가동판의 폭)가 1.5이상이 되면, 토압비(전이응력/초기지반응력)는 일정한 값에 수렴되는 것으로 나타났다. 불연속면이 터널 폭 내에 위치하면 불연속면의 영향이 상대적으로 커져서 비대칭성 하중집중이 두드러지게 나타났으며, 터널폭 외부에 존재하면 비대칭성 하중집중이 상당히 감소하는 것으로 나타났다.
Abstract
In this study, the influence of the presence of discontinuity planes on the load transfer mechanism and the pattern of loosening zone was studied based on the laboratory test. The trap-door and the reaction plates are installed as the bottom plane of the model box. The vertical discontinuity plane is installed in the dry sand. Various overburden heights and locations of discontinuity planes are applied as major factors in this study. The results show that at higher overburden heights over about 1.5 times the excavation width, the ratio of the transferred stress to the in-situ stress converges to a certain value even if the overburden height increases further. The results also show that the discontinuity plane gives relatively larger influence on the load transfer mechanism, that produces the unsymmetrical load concentration, when the discontinuity plane locates within the tunnel width. When the discontinuity plane locates outside the tunnel width, the unsymmetrical load concentration is reduced considerably.
초록
현재 복개터널 라이닝의 설계는 설계상의 간편성으로 인해 복개터널의 라이닝에 대한 구조해석적 기법인 Rigid Frame Analysis가 널리 사용되고 있으나, 이는 되메움 지반과 터널 라이닝 사이의 상호작용(Interreaction) 메커니즘을 적절히 반영하지 못하게 될 뿐만 아니라, 굴착 사면의 경사, 굴착폭 및 지표면의 경사 등에 의한 영향을 고려하지 못하는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 복개터널구조물의 합리적이고 경제적인 설계를 위한 기본연구로써, 좁은 되메움 공간에서의 토압경감과 콘크리트 라이닝과 성토체의 상호작용을 고려하기 위하여 지반공학적 모델링 기법을 이용한 수치해석을 실시하였다. 또한 복개 터널구조물의 역학적 거동 영향인자로써 굴착사면의 경사 및 콘크리트 라이닝과 굴착사면의 이격거리 등을 고려하였으며, 각 영향인자가 복개 터널구조물의 역학적 거동에 영향을 미치는 정도를 분석하였다.
Abstract
The structural analysis such as rigid frame analysis has been used for the design of cut and cover tunnel due to its simplicity and convenience. This analysis, however, could not account for the geometrical factors such as interface elements, slope of excavation plane, distance between lining and excavation plane, etc. To develop the analysis technique and design technology for the cut and cover tunnel, in this study, the numerical analyses considering not only geometrical but geotechnical factors are conducted. Especially, the effects on the mechanical behaviors of cut and cover tunnel due to the slope of excavation plane and the distance between lining and excavation plane are mainly focused in this study.