진동전파차단효과는 방진구가 가장 좋으나, 기술적인 문제에 의해 방진벽을 설치하는경우에 방진벽에 의한 진동전파차단효과는 여러 연구들에 의해 다음과 같이 요약된다. - 방진벽은 진동원에 가깝게 설치할수록 좋다. - 방진벽과 지반의 강성비가 클수록 방진벽의 진동차단성능은 우수하다. - 콘크리트보다 더 높은 강도의 방진벽도 더 좋은 결과를 나타내지 않는다.
철도주변의 쾌적한 생활환경을 유지하기 위해서는 철도차량이나 선로에서 발생하는 공기전파음과 지반을 통하여 전파되는 지반진동을 일정수준 이하 로 제어할 필요가 있으며 이러한 철도 소음진동 대책에는 기존철도에 대한 기초적인 소음진동 크기 및 특성에 대한 자료가 필요하다. 국내에서는 이제 까지 철도소음진동에 대한 특별한 자료수집이나 대책에 큰 관심을 기울여 오지 않고 단지 철로주변에서는 어쩔수 없이 철도소음진동의 피해를 감수할 수 밖에 없다는 소극적인 태도를 취해왔으며 최근에 들어서야 환경의식 증 가로 철로변 거주자들의 민원에 대한 대책으로서 일부 구간에서 방음벽을 설치하고 있는 실정이다. 더우기 경부고속철도 건설이 이미 시작된 현시점에 서 철도 소음진동 실태나 기준등이 정립되어 있지 못하여 추후 철도주변의 소음진동문제를 어떻게 대책을 수립해 나가야 할지에 대한 기본적인 자료수 집 및 관련연구가 필요할 것으로 생각된다. 본 연구에서는 이러한 상황에서 기존 철도의 소음진동 시간 변동특성, 거리감쇠특성, 주파수특성 및 철도진 동의 진동방향 특성을 측정 분석하여 추후 철도소음진동 관련 대책이나 기 준수립에 기초자료로 제시하고자 한다.
터널의 3차원 해석을 통한 발파진동 평가시에 최대진동속도를 산정하기 위해 구조물 하부에서의 진동응답이 감소하는 터널직경의 3D위치까지의 경계를 설정하여 수치해석을 수행하였다. 구조물하부에서 터널발파시 진동성분이 장약으로부터 구형형상으로 전파되어나갈 때 구조물에서 발파막장의 거리가 터널직경의 약 1-2배일 때 최대진동속도를 나타내었으며, 수치해석시에는 속도성분영역을 확인하여 정확한 구형의 발파진동속도영역의 산정이 중요한 것으로 나타났다. 또한, 속도성분과 기존의 발파진동전파식을 비교한 결과 터널심도 15m, 25m일 경우에는 유사하게 나타났으나, 터널심도 35m일 경우에는 기존 발파진동전파식과는 상당한 차이를 보이므로 터널심도가 터널직경의 5배 이상일 경우에는 기존발파진동전파식에 의한 속도성분이 수치해석에 비해 과다하게 산정됨을 알 수 있었다.
도심지 부근에서 이루어지는 암반 굴착작업의 증가에 따라 민원제기가 급증하고 있다. 이로 인해 발파설계시 안정성을 가장 우선적으로 고려하며, 그중에서도 지반진동을 제어하기 위한 노력이 필요하다. 본 연구에서는 발파진동의 전파특성을 결정하는 여러 인자들 중 발파조건인 기폭방법과 폭약의 종류에 따른 지반진동의 전파 특성을 알아보았다. 지반진동은 폭속이 작은 폭약에서 더 크게 나타났지만 진폭의 감쇠가 커서 진동이 멀리 전파되지 않는 특징이 나타났다. 기폭위치별 회귀분석 결과 중간기폭이 평균적인 진동수준이 가장 크게 나타났지만 감쇠가 커서 진동이 멀리 전파되지 않았다. 역기폭은 중간기폭보다 진동 수준은 낮았으나 감쇠가 작아서 진동이 멀리 전파하는 특징이 나타났다.
철도는 평탄부, 고가부 및 성토부.절토부 등의 다양한 지형구조에 걸쳐서 뻗어 있으며, 지금까지는 평탄부와 고가부를 대상으로 하여 철도소음의 전파예측에 대한 검토를 해왔다. 본 연구에서는 유한 임피던스의 흡음성 Wedge 구조를 갖는 성토부 선로의 주행열차를 대상으로 소음전파 예측모델의 작성 및 소음전파 측정을 통하여 성토 선로구조에서의 철도소음 전파예측에 대하여 검토하였다.
본 연구에서는 난류경계층 압력유동을 받는 구조물의 탄성응력파의 전파특성을 파동역할을 이용하여 해석하였다. 기존의 연구에서는 직각좌표계를 이용하여 난류운동이 동일한 한 방향으로 흐르는 경우에 대해 탄성응력파의 전파특성을 해석하였으나, 본 연구에서는 유체가 구조물의 표면에 수직으로 입사하여 방사형으로 흘러나갈 경우에 발생하는 탄성응력파의 전파 특성을 극좌표계를 이용하여 해석하였다. 또한 기초 구조물의 깊이방향으로 전파되는 탄성응력파를 감소시키기 위해 기초구조물의 표면에 접착시키는 탄성중합체층을 설계하는데 보다 효율적으로 응용할 수 있는 단순화된 1자유도계 모델을 유도하였다.
산업이 고도화 되면서 기계장비의 중량화와 고속화가 가속되어지고 있으며, 이로 인하여 과다한 진동과 소음을 유발시키고 있다. 특히 교통량이 많은 도로변의 건물 및 주택가에 소음공해가 심하며, 고속도로 및 철도연변의 건물 및 주택가는 비록 차음벽을 설치하여 많은 소음을 차단해 주지만 미흡한 상태다. 또한 철도 진동이 주위 건물 기초로 전파하여 건물의 진동을 유발하여 건물벽체가 갈라짐의 원인이 될 수 있다. 따라서, 교통 소음이 심한 장소에서는 차음율이 높은 재료를 사용하여 공기음을 차단하며, 건물의 유리창은 가능한 한 2겹유리(pair glass)를 사용한다. 또한 철도 연변의 건물기초는 베어링 페드를 사용하여 지반으로 전파되는 진동을 차단하여 줌으로써 안락한 주거환경 및 근무환경을 조성하리라 생각한다.
PC용 VMS의 한계점을 극복하기 위해 UNIX-ARC/INFO를 사용하여 WORKSTATION에서 구동되는 UNIX용 VMS를 개발하였다. 본 논문에서는 개발된 VMS의 적용가능성을 판단하기 위해 서울시를 대상으로 VMS시스템을 구현하였으며, 일부지역에서는 지하철운행시의 지반진동전파 예측을 하여 실측치와 비교를 통해 그 사용성을 평가하였다.
본 논문에서는 계측자료와 해석방법의 조합에 의하여 지반진동을 평가하는 방법을 제시하였다. 평가방법의 기본개념은 FRA(Federal Railway Administration)에서 발간한 진동상세평가 매뉴얼에서 제시한 방법과 유사하나 구체적 평가방법은 다양한 유형의 방진벽의 진동저감 효과를 용이하게 평가할 수 있도록 수정되었다. 터널바닥에 작용하는 하중밀도(force density)는 해당선로의 차량 및 궤도조건을 잘 고려할 수 있는 차량-궤도 상호작용해석에 의하여 산정하였다. 지반진동의 전파유동성(transfer mobility) 2차원 지반진동해석을 통하여 평가하였다. 지반진동의 2차원 해석은 각 모델간의 상대비교에 있어서는 좋은 결과를 얻을 수 있으나 절대치 평가는 어렵다. 따라서 여기서는 사전에 계측된 자료와 해석결과의 비교를 통하여 실제 지반진동 전파특성을 반영할 수 있도록 계산된 전파유동성을 보완하였다. 정립된 진동평가방법을 적용하여 실제 진동민원문제가 크게 발생하였던 도시철도 저심도 터널구간을 대상으로 9가지 유형의 방진벽의 진동저감 효과를 분석하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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