• 제목/요약/키워드: 경사 갱구

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고속철도 터널에서 경사갱구 입구의 미기압파 저감성능에 관한 연구(I) (Experimental Study on the Slanted Portals for Reducing the Micro-pressure Waves in High-speed Train-tunnel System(I))

  • 김동현;신민호;한명식
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.3-10
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    • 2000
  • 고속열차가 터널에 진입할 때 압축파가 터널 내부로 전파된다. 이 압축파와 연관된 터널출구 미기압파는 고속철도 열차-터널 인터페이스에서 발생되는 독특한 물리현상이다. 미기압파를 저감시키는 방법중에 터널 입 출구부에 공기역학적인 구조물을 사용하여 압축파의 시간에 대한 구배를 지연시키는 방법이 있다. 본 연구의 목적은 터널주행 열차모형 시험기로 최적의 경사갱구를 개발하는 것이다. 경사갱구의 경사각도에 따른 시험을 통한 시험결과에서 터널 입구부에 $45^{\circ}$ 경사갱구를 적용했을 때 미기압파 최대 피크값이 19.2 %가 저감되었다. 터널 입 출입구 양쪽에 $45^{\circ}$ 경사갱구를 적용할 경우는 41.2% 저감되었다. 또한 터널 입 출입구 양쪽에 $30^{\circ}$ 경사갱구를 적용할 경우는 미기압파 최대 피크값이 34.6% 저감되었다.

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도로안정성을 고려한 친환경적 터널 갱문 설계 및 시공사례

  • 위용곤;김도형;김영근;김일환;권재석;이원우
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2004년도 춘계학술발표회 논문집
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    • pp.199-217
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    • 2004
  • 터널 설계에 있어 갱구부의 위치 및 갱문형식의 선정은 터널 및 갱구사면의 안정성뿐만 아니라, 주위환경과의 조화 및 자연환경 훼손 최소화 등과 같은 환경적인 측면에서도 매우 중요한 부분이다. 현행 국내의 경우 경제성과 시공성 위주의 갱구부 위치 선정으로 과다 절취구간이 발생되어 환경훼손, 민원문제 발생, 과다한 용지 매입비용 등의 여러 가지 부작용이 발생되고 있다. 또한, 갱문 형식의 선정에 있어서 갱구부의 지형여건 및 제반 환경적 영향을 고려하지 않고 원통절개형과 면벽식 갱문의 획일적인 적용으로 주변지형과의 부조화를 이루는 사례가 다수 발생하고 있으며, 갱구부 상단의 유실된 토석이 완충공간의 부족으로 도로 노면상에 낙하되는 사고가 발생하고 있어 그에 대한 대책이 필요한 실정이다. 이와 같은 문제점을 보완하기 위해 갱구부 절취구간 최소화를 위한 구체적인 최소토피고 기준을 마련하였으며, 갱구상단 지형경사의 완급, 갱문주위의 배수기능, 낙석${\cdot}$산사태 등의 발생가능성 등을 고려한 새로운 갱문형식을 제안하고 체계적인 검토를 수행하였다. 이를 통해 점차 강화되는 환경보호정책 방향에 부응하고 자연환경 훼손을 최소화하며, 특히 해빙기와 집중호우시 낙석${\cdot}$눈사태로부터 도로의 안전을 확보할 수 있는 터널 갱문부 설계기준을 제시하였다. 또한, 실제 고속도로 터널의 설계 적용사례를 통하여 본 설계기준의 적용성을 분석하였으며, 실제 갱문 시공사례를 소개하여 향후 설계 및 시공에 도움이 되고자 하였다.

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급경사 지형에 위치하고 있는 갱구부의 굴착 방안 연구 (A Study on the Excavation of Tunnel Portal Zone Located at High Steep Slope)

  • 김우성;이상은
    • 화약ㆍ발파
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    • 제26권2호
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    • pp.38-44
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    • 2008
  • 최근에 국내의 도로건설계획은 기존도로의 선형을 개량하거나 변경하는 데에 중점을 두므로, 건설하고자 하는 도로는 보다 현재 직선화되고 있는 추세이다. 국내의 지형은 대부분 산악지로 구성되어 있어 도로선형의 직선화에 따라 많은 교량과 터널의 계획이 불가피하며, 일부 산악터널의 갱구부는 터널굴착시 작업공간이 협소한 가파른 지형을 갖는 산안 계곡에 위치하는 경우가 있다. 이와 같이 가파른 지형에 터널 갱구부 굴착시 대안으로 역방향 굴착을 들 수 있는데, 3가지의 중요한 고려사항이 있다. 첫째, 적정한 폭, 높이, 그리고 길이로 Pilot 터널을 계획하는 것이며, 둘째, 터널 갱구부의 편토압에 대한 영향을 평가하는 것이고, 셋째, 갱구부의 얕은 심도의 지반조건에 대한 터널 안전성을 확보하는 것이라고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 3차원 수치해석에 의해 얻어진 결과를 토대로 역방향 굴착의 적정성 및 Pilot 터널의 적용 범위를 제안코자 한다. 해석결과 Pilot 터널은 터널 안쪽 $20{\sim}25m$ 지점 전부터 갱구부 쪽으로 굴착하는 것이 적정함을 보이고 있다.

터널 갱구부 붕괴 사면의 안정성 해석 및 보강공법에 관한 연구 - 수안보 온천 1, 2터널 붕괴 현장을 중심으로 (A Study on the Stability Analysis and Countermeasure of Tunnel Portal Failure Slope - in Suanbo Hot Springs 1 and 2 Tunnel Failure Site)

  • 백용;구호본;유기정
    • 지질공학
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    • 제12권4호
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    • pp.367-378
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    • 2002
  • 최근 국도가 4차선 선형 개량화 되는 과정에서 일반국도 내 터널 수가 증대되고 있으며 터널 갱구부의 사면 붕괴도 적지 않게 보고되고 있다. 운용중 터널 갱구부 사면 붕괴는 절토사면과는 달리 시공성 및 대책공법 선정의 한계성을 가지고 있다. 본 연구에서는 2002년 4월 발생한 수안보 온천 1, 2터널붕괴 현장을 대상으로 정밀 현장조사를 실시, 안정성 해석에 따른 효율적인 보강공법에 대해 검토한 것이다. 연구방법으로는 붕괴 현장의 정밀 지질조사를 통하여 붕괴 원인 분석 및 지반강도정수 산정을 위하여 현장 조사 및 붕괴 현장에 대한 역해석을 실시 지반강도정수를 추정하였다. 암반사떤의 안정성 해석을 위하여 불연속면의 영향을 고려하여 평사투영법을 실시하였으며, 안전율을 산정을 위하여 Tarlen을 이용한계평형해석을 실시하였다. 연구결과, 수안보 온천 1터널의 경우, 사면경사완화공법을 2터널의 경우는 3개의 영역으로 구분 콘크리트 버트리스 및 보강공법으로 록앵커 시공, 결착식 낙석방 지망을 설치하는 방안이 제시되었다.

고속철도에서 슬릿커버후드의 터널 미기압파 저감성능에 관한 연구(II) (Experimental Study on the Slit Cover Hood for Reducing the Micro Pressure Waves in High-speed Train-tunnel Interfaces)

  • 김동현;신민호;한명식
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.3-11
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 고속철도 터널 입구에 슬릿 커버 후드를 적용하여, 고속열차 터널 진입시 터널 출구 쪽에서 방사되는 미기압파를 저감시키는데 있다. 경부고속철도 $107m^2$의 단면적을 갖는 슬라브 궤도 0.5 km 터널에 대하여 슬릿 커버 후드라는 구조물 대책을 마련하였다. 개발시험 결과는 터널 입구에만 후드를 설치했을 경우 미기압파가 최대 41.2 %가 저감되었으며, 터널 입구에 후드를 설치하고 출구에 $45^{\circ}$ 경사갱구를 설치했을 경우는 47.7 %가 저감되었다.

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300km/h급 고속철도의 터널 미기압파 저감을 위한 경사갱구의 실험적 연구 (Experimental study on the alleviation of micro-pressure waves radiated from the tunnel exit with the slanted portals on the high-speed train operations of 300km/h)

  • 김동현;민동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.841-846
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    • 2000
  • The compression wave produced when a high-speed train enters a tunnel propagates along the tunnel ahead of the train. The micro pressure wave related to He compression wave is a special physics Phenomena created by high-speed train-tunnel interfaces. On this work, the method for reducing the micro pressure wave is to delay the gradient of the compression wave by using aerodynamic structures. The objective of this paper is to determine the optimum angle of the slanted portal using the moving model rig. According to the results of the present study, the maximum value of micro pressure wave is reduced by 19.2% fer the $45^{\circ}$ slanted portal installed at the entrance of the tunnel and reduced by 41.9% far the $45^{\circ}$ slanted portals at the entrance and exit of the tunnel. Also it is reduced by 34.6% for the $30^{\circ}$ slanted portals installed at the entrance and exit of the tunnel.

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터널 갱구지역 사면안정성 및 산사태 위험도 평가 (Slope stability analysis and landslide hazard assessment in tunnel portal area)

  • 정해근;서용석
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.387-400
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    • 2013
  • 본 연구에서는 터널 갱구사면을 대상으로 사면안정성 및 산사태 위험도를 평가하였다. 먼저 사면안정성 해석을 통해 붕괴위험도가 가장 높은 구간을 선정하고 구체적인 붕괴규모를 파악하였다. 해석결과 해발고도 485~495 m인 구간은 강우시 안전율이 0.99로 불안정한 상태로 나타났다. 이 때 붕괴심도는 최대 2.1 m이며 붕괴 길이는 사면의 경사방향으로 18.6 m로 분석되었다. 해당구간에서 사면붕괴 시 파생되는 사태물질의 이동특성을 실시간으로 분석하고 터널 갱구부에 미치는 영향을 파악하고자 산사태 시뮬레이션 해석을 수행하였다. 해석결과 사태물질은 7.74 m/sec의 평균속도를 보이며 주로 계곡부를 따라 산 하부로 이동하는 것으로 분석되었다. 사태물질은 산 하부로 갈수록 점차 확산되며 10초 후에 터널 갱구부 위를 지나고 20.2초 후에 산하부에 도달하는 것으로 분석되었다. 특히 터널 갱구부는 사태물질 이동경로의 중심부에 위치하고 있어 산사태 발생 시 직접적인 피해를 받는 것으로 나타났다.

고속철도에서 슬릿커버 완충공의 터널 미기압파 저감성능 (Experimental Study on the Slit Cover Hood for Reducing the Micro Pressure Waves in High-Speed Train-Tunnel Interfaces)

  • 김동현;민동호
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제25권6호
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    • pp.758-765
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    • 2001
  • Purpose of the present is to investigate the food configuration at a tunnel entrance for reducing the micro pressure wave that is generated according to train speed. Two configurations were examined for tunnel of 0.5 km length. The experimental results show that a slit cover hood installed at the entrance of the tunnel reduces the maximum micro pressure wave by 41.2%, and a configuration with a slit cover hood installed at the entrance and a 45$^{\circ}$slanted portal at the exit of the tunnel suppresses it by 47.7%.

300km/h급 고속철도의 터널 미기압파 저감을 위한 슬릿후드의 실험적 연구 (Experimental study on the alleviation of micro-pressure waves radiated from the tunnel exit with the slit hoods on the high-speed train operations of 300km/h)

  • 김동현;민동호
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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    • pp.619-624
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    • 2000
  • The purpose of present study is to investigate for reducing micro pressure waves generated according to train speeds $(240km/h{\sim}380km/h)$ through tunnels with countermeasures as followings; the hood configuration in tunnel entrance. We developed hoods for tunnel of 0.5 km length in the condition of tunnel cross-section area of $107m^2$ on the slab track. According to the results the maximum micro-pressure wave is reduced by 41.2% for the slit hood installed at the entrance of the tunnel and reduced by 47.7% for the slit hood installed at the entrance of the tunnel and the $45^{\circ}$ slanted portal at the exit of the tunnel

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