• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권9호
• /
• pp.27-38
• /
• 2010

모형실험과 유한요소법에 의한 수치해석을 통하여 측방변형지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방토압을 관찰하였다. 모형실험에서는 모형지반 속에 매설관을 설치한 후 모형지반에 측방변형이 발생될 수 있게 모형실험기를 제작하여 실제 지반에서의 상황을 시뮬레이션하였다. 이 모형실험기는 지반의 변형속도를 여러 가지로 조절할 수 있게 제작하였다. 여러 가지 직경과 형상의 매설관에 대하여 실험을 실시함으로써 이들 요인이 측방토압에 미치는 영향을 조사하였다. 모형실험결과 연약지반의 측방유동으로 인하여 매설관에 작용하는 측방하중은 연약지반의 측방변형속도가 빠를수록 크게 작용하였다. 순간재하 조건에 의한 수치해석 결과는 지반변형속도가 중간 정도 빠르기인 0.3mm/min에서 1.0mm/min 사이의 지반변형속도의 조건에서 실시한 모형실험 결과와 유사하였다. 대부분의 모형실험결과 지반변형량이 작은 시점에서 측방하중의 제1항복이 발생하며 이때까지 탄성변형거동을 보이다가 제2항복에 이르기까지 하중이 한 동안 수렴되는 소성거동을 보였다. 지반변형이 계속하여 증가하면 측방하중도 다시 증가하여 압축거동을 보였다. 그러나 빠른 지반변형속도에서의 실험 결과에서는 항복하중에 도달한 후 수렴과정이 없이 계속하여 하중이 증가하였음을 볼 수 있다. 매설관의 직경이 클수록 측방유동 연약지반 속에 설치된 매설관에 작용하는 측방하중의 크기와 하중증가 속도가 컸으며 초기지반변형에서는 측방하중이 매설관의 직경 및 형상의 영향을 적게 받지만 지반변형량이 증가함에 따라 그 영향이 크게 나타났다.

• 한국가스학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.9-16
• /
• 2016

매설배관은 내부 또는 외부의 결함으로 인하여 leak나 rupture가 발생 할 수 있으며, 가스가 누출 시 큰 사고가 발생할 수 있기 때문에 정량적 위험성평가를 통한 분석이 필요하다. 하지만 현재 매설배관에 대한 위험성 평가시 매설을 고려하지 않거나, 매설 깊이를 고려하지 않고 무조건 배관압력의 1/10으로 가정하는 OGP기준을 사용하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 여러 기관의 매설배관 ETA분석자료를 통하여 발생가능 사고 중 Jet fire의 사고피해영향을 분석하였으며, Jet fire의 복사열 계산에 있어서 배관의 매설깊이 인자를 고려한 매설모델을 수립하였다. 사례연구는 New Jersey의 Edison지역에서 발생한 사고를 이용하여 본 모델과 OGP모델을 비교 분석하였다. 연구결과 화염원으로부터 10m거리를 기준으로 매설모델의 복사열 값이 OGP모델에 비해 실제 사례와 비슷한 값을 얻을 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제17권3호
• /
• pp.205-214
• /
• 2015

급격한 도시화 및 산업화는 전력구를 비롯한 공동구의 수요를 증가시키고 있다. 하지만 기존 지하매설물, 특히 전력구에 대한 불충분한 정보와 지하매설물의 무분별한 건설로 인해 최근 도심지 내 새로운 지하매설물을 건설하는 것이 매우 어렵다. 뿐만 아니라, 전력구를 비롯한 지하매설물이 건설된 위치와 방향에 대한 부족한 정보는 신규 지하매설물의 계획노선을 설정하는데 많은 문제를 야기시키고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 기존의 전기비저항 탐사방법과는 다른 이론적 방법으로 해결하고자 하였다. 전력구를 비롯한 지하매설물이 건설된 지반에서 가우스 법칙과 라플라스식을 이용하여 전기장 해석이 수행하였다. 전력구의 방향, 전력구의 위치, 전력구의 전기전도도 등의 함수로 표현된 전기비저항 이론식은 전기장해석을 통해서 획득하였다. 이론식을 검증하기 위해서 현장실험이 수행되었으며 현장실험 결과, 지반 내 지하매설물의 위치와 방향을 오차범위 내에서 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.83-97
• /
• 1999

본 논문에서는 연성 매설관과 지표 상재하중의 상호작용에 관한 내용을 다루었다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였으며, 이와 아울러서 적용된 유한요소해석 모형의 검증 및 지표 상재하중을 부담하는 연성 매설관의 거동 파악을 목적으로 실내모형실험을 수행하였다. 해석결과를 토대로 지반/매설관 접촉면에서의 연직응력 및 파이프의 축력 분포 경향 등 지표 상재 하중하에서 매설관의 하중응답 특성을 구체적으로 고찰하였으며, 그 결과를 종합적으로 분석하여 추후 수행될 보다 효율적인 매설관 설계/해석법의 개발에 사용될 데이터 베이스를 구축하였다. 해석결과를 분석한 결과 매설관과 지표 상재하중의 상호작용 정도는 매설관과 상재하중의 상대적 위치에 따라 좌우되며, 지반-구조물 상호작용을 고려하지 않고 있는 현 설계방법은 연성 매설관의 지표 상재 하중에 대한 응답특성을 효율적으로 반영하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과를 토대로 지표 상재하중에 의한 연성 매설관의 최대 축력을 예측할 수 있는 반경험적 평가식을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 1991

지진 작용에 대한 지하매설관의 안전설계를 위한 연구가 최근 활발히 진행중이다. 매설관의 파괴원인 중 하나는 관로 주위 흙의 액화영향이다. 최근 쉐이킹 테이블로 흙의 액화 현상을 야기하여 매설 관로 모텔의 거동에 대한 실험적 연구와 해설적 연구들이 수행되었다. 해석적 연구에서 구한 결과들은 실험치의 2배 이상이었다. 그러므로 본연구는 매설관로의 거동을 파악하기 위하여 흙의 액화과정에 따른 동적 토압 및 수압계수, 감쇄계수 및 동적 지반계수들을 보다 실험에 근사하게 나타내고 비선형 운동 방정식을 작성하여 시간 이력 해석을 한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2008년도 춘계학술 발표회
• /
• pp.149-154
• /
• 2008

도시가스용 배관으로 사용하고 있는 폴리에틸렌 배관은 유연하여 시공이 용이할 뿐만 아니라 부식 및 전식이 일어나지 않아 유지관리가 편리하고 교체 없이 50년 이상 사용이 가능하여 금속 소재에 비하여 경제적이기 때문에 그 사용량이 증가하고 있다. 그러나 차량의 증가 등으로 인하여 매설된 배관에 많은 응력이 집중되고 있다. 따라서 토하중 뿐만 아니라 증가한 차량 등에 의한 하중이 복합적으로 작용할 경우에 매설된 배관이 어느 정도의 응력을 받고 있는지를 검토하고자 하였다. 직경이 $50{\sim}400mm$인 배관을 대상으로 매설깊이를 $0.6{\sim}1.2m$로 변화시키고 사용압력을 $0.4{\sim}4bar$로 변화시켜 그 결과를 검토하였다. 결과는 수식해와 유한요소 해석 방법을 이용하여 계산하였으며 두 결과를 비교하여 유한요소 해석 방법의 신뢰성을 높였다. 두 해석방법 모두 내압에 의한 영향, 토양하중에 의한 영향 그리고 차량 하중에 의한 영향을 각각 계산하였다. 그리고 각 하중이 복합적으로 작용할 경우에 대한 응력을 계산하여 매설 깊이에 따라 배관에 발생하는 응력을 계산하였다. 또한 가스배관 설계에 사용하는 허용응력을 4가지로 구분하여 발생한 응력과 비교하여 그 안전성을 검토하였다. 수식해와 유한요소 해석 결과를 비교하여 각각의 결과를 검증한 결과 수식해가 유한요소 결과보다 약간 높은 응력값을 나타내었으며 내압, 토하중, 차량하중 등이 복합적으로 작용할 경우에 매설깊이가 1m일 때 가장 낮은 원주방향응력이 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제12권1호
• /
• pp.167-175
• /
• 1992

본 연구에서는 유한요소해석을 통하여 부등침하를 받는 매설관의 베딩보강에 관한 적용성을 검토하였다. 지반부등침하가 발생하는 현장 조건을 크게 세 가지로 구분하였으며 각 경계조건별로 베딩 강성에 따른 매설관의 변형형태와 변형억제효과를 분석하였다. 기존의 매설관 설계방법인 경험적 방법에 본 연구의 해석적 방법을 가미하여 현장조건에 따른 매설관의 베딩보강방법을 제시하였다. 철근 콘크리트 베딩보강 방안을 제시하여 일반현장에 실용적으로 활용할 수 있도록 하였다. 본 설계방안에는 기존의 경험적 방법에 의하여 제시된 표준단면도의 선택과 본 연구에서 수행된 수치해석 결과를 바탕으로 제시된 베딩두께 결정 절차와 방법이 함께 반영되어 있다.

• 한국가스학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.1-8
• /
• 2009

최근 열차의 고속화로 인하여 열차주행에 따른 진동은 중, 저속의 경우에 비하여 상당히 커졌으며, 이에 따라 지중매설배관은 끊임없는 충격하중과 반복하중에 노출되어 있어 여타 지역에 매설된 관로보다 진동하중에 많은 영향을 받고 있다. 그러나 기존의 설계나 해석과정에 충격계수를 이용하거나, 정하중을 받는 매설배관의 정해를 이용하는 방법으로는 이러한 진동의 영향이 충분히 반영되지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 동해석을 통한 배관의 위험단면에 대한 설계하중에서의 안정성 분석에 주안점을 두고, 각 배관의 매설 조건과 열차의 주행 조건에 따른 배관의 거동 특성을 분석하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.5-14
• /
• 2002

본 연구에서는 지중내에 설치한 매설관에 작용하는 응력-변형 특성을 분석하였다. 연약지반의 수축과 팽창특성을 고려할 수 있는 Egg-Cam Clay 모델을 소개하였다. 기존에 사용하던 Cam Clay 모델은 연약지반의 수축 및 팽창 특성을 고려하지 못하는 단점이 있기 때문에 Cam Clay 모델을 수정하여 Egg-Cam Clay 모델을 제안하였다. 이와는 별도로 지중내의 매설관에 작용하는 응력-변형을 감소시키기 위하여 지오그리드, EPS 지오폼을 매설관과 함께 설치하였다. 탄소성모델을 이용하여 현장에 시험시공한 여러 단면에 유한요소해석한 결과 긍정적인 효과를 얻었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
• /
• 한국정보통신학회 2012년도 추계학술대회
• /
• pp.590-593
• /
• 2012

매설강관에 대한 전파상수는 대지도전율에 의한 매질 영향을 받기 때문에 대기중에서의 해석과 같지 않고 복잡한 초월식을 풀어야 하는 어려움이 있다. 이러한 매설관에 대한 전파상수 해석에 관하여는 Wait의 논문에서 연구되어 있고 이것을 근간으로 일본과 미국에서 각각 전송선 이론에 의한 초월식을 실용적으로 수립하여 제시하고 있다. 본 논문에서는 매설 강관에 대한 몇 가지 다른 형태의 전파상수 계산식에 대하여 시뮬레이션을 통한 값을 다루어 보고 유도전압에 대하여 적절한 산출 적용이 되는 지 검토하여 본 바 정학한 계의 해석에 의한 것과 Wait 근간의 일본 방식에 의한 계산값이 유사한 것으로 도출되었다.