고준위폐기물 심지층 처분장 설계시 주요한 고려인자는 완충재의 건전성 유지를 위하여 폐기물로부터 발생되는 열로 인하여 완충재의 온도가 $100^{\circ}C$를 넘지 않도록 하는 것이다. 본 연구에서는 이러한 요건을 만족하는 고준위폐기물 심지층 처분장 배치를 위하여 처분터널 및 처분공 간격에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위하여, 기준 처분개념을 바탕으로 사용후핵연료의 냉각기간 및 처분터널/처분공 간격을 다양하게 설정하여, 처분시스템에서의 열적 안정성 해석 및 결과를 비교분석하였다. 분석결과, 처분장 열적 요건을 만족하는 배치는 처분터널의 간격 보다는 처분공 간격을 조절하여 배치하는 것이 유리한 것으로 판단되었다. 본 연구의 결과는 심지층 처분시설 설계시 활용될 것이다. 향후, 정확한 부지특성 자료를 통한 상세한 분석이 수행되면, 분석결과의 불확실성을 줄일 것이다.
수만년 이상의 기간동안의 장기 안전성을 확보하는 것이 처분장 건설에서의 최우선 조건이나, 건설 및 운영중 대심도 지하 사용후핵연료 처분장의 역학적 안정성 확보 역시 안전한 터널 공사 및 운영을 위해 필수적인 요소이다. 처분장의 장기 안전성에 중요한 요소인 벤트나이트 충전재 및 완충재의 차폐 성능을 저감시킬 가능성이 있는 숏크리트, 콘크리트, 그라우팅 등의 터널 지보공 및 차수공을 금지 내지는 제한하는 조건은 암반공학자 및 터널 기술자에게 매우 도전적인 과제로 판단된다. 본 연구에서는 처분장 부지 선정과정에서 올바른 처분장의 선정에 도움이 될 수 있는 대심도에 건설할 것으로 예상되는 처분장의 터널 네트워크, 처분 터널 및 처분공의 역학적 안정성을 확보하기 위한 제반 조건의 광범위한 탐색의 일환으로 지하 500 m 심도의 처분장을 무지보 상태로 건설할 경우 2차원 및 3차원 수치해석 검토를 통해 안정성의 확보 가능한 물성 범위를 탐색하고자 하였다. 예비 연구결과 처분장의 중앙터널과 처분터널 안정성 확보 가능 암반물성의 범위를 파악하였으며, 3차원 해석을 통해 수직구 주변 터널 네트워크의 안정성을 확인하여 처분장 건설을 위한 기초적인 암반 조건이 파악된 것으로 판단된다.
연구목적: 본 논문은 지하공동구의 초기 화재 감지를 위해 CCTV를 활용한 AI 연기 객체 감지 모델을 개발하는데 목적이 있다. 연구방법:비정형성이 높은 연기 객체의 감지 성능을 제고하기 위해 화재 감지에 특화된 딥러닝 객체 감지 모델을 지하공동구 연기 감지에 특화되도록 학습시켰고, 학습데이터셋의 정제 및 학습 중 Gradient explosion 완화 등 감지 성능 개선을 위한 방법들을 적용해 모델 결과를 비교하였다. 연구결과: 결과는 제안된 방법을 통해 모델 성능을 향상시켰고 mAP 등의 지표를 평가를 통해 개발 모델이 우수한 성능을 보유하고 있음을 보여준다. 최종 모델은 지하공동구 환경의 연기에 대해 미탐이 낮은 반면 오탐이 다수 발견되는 성능을 보였다. 결론: 본 논문의 모델은 지하공동구 관리시스템과 연계를 통해 보완함으로써 지하공동구의 연기 객체 감지에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.
Jian Zhou;Yunliang Cui;Xinan Yang;Mingjie Ma;Luheng Li
Geomechanics and Engineering
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제36권6호
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pp.575-587
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2024
The contact pressure between the surrounding rock and the support is an important indicator of the surrounding rock pressure. There has been a bottleneck in the prediction of contact loads between surrounding rock and primary support in deep-buried mountain tunnels. The main reason is that a reliable method wasn't existed to quantify the contact loads. This study had been taken into account the flexible support role of the primary support, and the fitting curve of surrounding rock deformation for dynamic tunnel construction was proposed. New formulas for the calculation of contact loads between surrounding rock and primary support were obtained by inversion. Comparative analysis of the calculation results with numerical simulation verified the reliability of the calculation method in this study. It can be seen from the analyses that the contact load between surrounding rock and primary support increases, remains unchanged and decreases during acceleration, uniform velocity and deceleration, respectively, and the deformation of the surrounding rock in the acceleration and deceleration stages cannot completely converted into contact loads. The contact loads between surrounding rock and primary support of medium-strength and weak surrounding rock tunnels are generally within 150 kPa and 1 MPa, respectively. For tunnels with weak surrounding rock, advanced support can be installed to reduce the unique release coefficient λ0 and the value of the constant D, with the purpose of reducing the contact loads between surrounding rock and primary support. Changes in support parameters have a small effect on the contact loads between surrounding rock and primary support, but increase or decrease the safety factor, resulting in a waste of resources or a situation that threatens the safety of the support. The results of this research provide guidance for the prediction of contact loads between surrounding rock and primary support for dynamic tunnel construction.
As the necessity to utilize deep-placed underground spaces is increasing, we have to seriously consider the safety problems arising from the U/G spaces which is a restricted environment. Due to the higher cost of land compensation for above ground area and environmental issues, the plan to utilize deep-placed U/G spaces is currently only being established for the construction of U/G road network and GTX. However it is also expected that the U/G spaces are to be used as a living space because of the growing desires to change the above ground areas into the environmentally green spaces. Accordingly it is necessary to protect the U/G environments which is vulnerable against desasters caused by fire, explosion, flooding, terrorism, electric power failure, etc. properly. We want to introduce the principles of the Quantitative Risk Assessment(QRA) method for preparedness against the desasters arising from U/G environments, and also want to introduce an example of QRA which was implemented for the GOTTHARD tunnel which is the longest one in Europe.
In order to develop a deep-underground great train express (GTX) in South Korea, the specifications decision and development of a traction control system (including an inverter and a traction motor), which considers a variety of route conditions, must be advanced. In this study, we examined the running resistance properties of a high-speed traction system based on a variety of tunnel types and vehicle organization methods. Then, we studied the power requirements necessary for the traction motor to maintain balanced speed in the high-speed traction system. From this, we determined the design criteria for the development of a high-speed traction system for use in the deep-underground GTX. Finally, we designed a linear induction motor (LIM) for a propulsion system, and we used the finite element method (FEM) to analyze its performance as it travelled through deep-underground tunnels.
최근 국내에는 해저터널에 대한 관심이 높아지고 있다. 심부에 시공되는 해저터널의 경우에는 높은 수압의 영향을 무시할 수 없다. 이러한 해저터널의 안정성을 위하여 그라우팅보강 등이 필요하다. 따라서 본 연구는 해저터널의 시공시 그라우팅으로 인해 발생하는 차수효과와 전단강도 증가효과가 터널의 안정성에 미치는 영향을 살펴보았다. 이를 위해 RMR 분류법을 기준으로 할 때 1, 3, 5 등급 암반을 대상으로 그라우팅 보강영역의 범위와 투수계수 및 점착력을 달리하여 민감도 분석을 위한 2차원 수리-역학적 연계 해석을 수행하였다. 해석결과의 분석을 통해 해저터널의 그라우팅으로 인한 강도증가와 차수로 인해 증가되는 수압의 상호관계를 조사하였다.
Busan-Geoje Fixed Link, total length of 8.2km, consist of bridge and immersed tunnel connects Gaduk island, Busan and Jangmokmyon, Geoje, in extension of the $58^{th}$ local road. The immersed tunnel, a total length of 3.7km within Busan-Geoje Fixed Link, was planed first timein domestic but the deep water depth like maximum of 50m with offshore conditions and the 35m thickness of soft clay layer under the immersed tunnel, migth be some problems like the differential settlement during or after works. So it was designed to install SCP(Sand Compaction Pile) column partially to improve the soft ground under the immersed tunnel. In this paper, it is presented to illustrate the design including ground condition under the immersed tunnel, improvement design, upheaval shape and ratio due to SCP test construction.
Jian Zhou;Mingjie Ma;Luheng Li;Yang Ding;Xinan Yang
Geomechanics and Engineering
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제38권3호
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pp.319-334
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2024
The current theories on the interaction between surrounding rock and support in deep-buried tunnels do not consider the form of pre-reinforcement support or the flexibility of primary support, leading to a discrepancy between theoretical solutions and practical applications. To address this gap, a comprehensive mechanical model of the tunnel with pre-reinforced rock was established in this study. The equations for internal stress, displacement, and the radius of the plastic zone in the surrounding rock were derived. By understanding the interaction mechanism between flexible support and surrounding rock, the three-dimensional construction analysis solution of the tunnel could be corrected. The validity of the proposed model was verified through numerical simulations. The results indicate that the reduction of pre-deformation significantly influences the final support pressure. The pre-reinforcement support zone primarily inhibits pre-deformation, thereby reducing the support pressure. The support pressure mainly affects the accelerated and uniform movement stage of the surrounding rock. The generation of support pressure is linked to the deformation of the surrounding rock during the accelerated movement stage. Furthermore, the strength of the pre-reinforcement zone of the surrounding rock and the strength of the shotcrete have opposite effects on the support pressure. The parameters of the pre-reinforcement zones and support materials can be optimized to achieve a balance between surrounding rock deformation, support pressure, cost, and safety. Overall, this study provides valuable insights for predicting the deformation of surrounding rock and support pressure during the dynamic construction of deep-buried weak rock tunnels. These findings can guide engineers in improving the construction process, ensuring better safety and cost-effectiveness.
Daylight collapse have been occurred by about 6.$^{0}$ m deep at ground surface which connected to the ground surface and excessive overbreak have been occurred by the space and height of 3.$^1$~6.$^2$m at crown head part of the tunnel during tunnelling of lower-half part after completing upper-half part on tunnelling of a phyllite mountain by NATM method at the construction work of two way-double track national road. This study is a successful illustration case of earth improvement by confirming structural safety of the tunnel in a whole through solving the cause of the tunnel collapse and the work have completed successfully through applying such earth strengthening method as cement mortarㆍcement milk injection, S.G.R, steel pipe reinforced multi-step grouting etc.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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