• 한국철도학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.454-459
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• 2013

열차가 터널에 고속으로 진입하면, 압력파가 발생한다. 열차 선두부의 진입에 의하여 발생한 압축파는 터널을 따라 진행되어 터널 출구에서 반사되어 팽창파로 되돌아오며, 후미부의 진입에 의하여 발생한 팽창파도 터널을 따라 전파되어 터널 출구에서 압축파로 반사되어 터널 입구로 되돌아 온다. 열차 선두부 및 후미부에 의하여 발생한 이러한 압력파는 터널 입구 및 출구에서 각각 반사되어 터널 내부를 왕복하며, 차량 객실에 탑승한 승객들에게는 이명감을 일으키고, 터널 출구에서는 환경소음의 일종인 미기압파를 발생시킨다. 터널에서의 큰 압력 변동은 터널의 최적 단면적 설계에도 주요 인자로 고려되고 있으며, 차체의 반복 피로 하중으로 작용하므로, 이에 대한 정량적 및 정성적 분석이 필요하다. 본 연구에서는 고정 격자계를 이용하여 개발한 특성 해법을 교행하는 열차에 대하여 적용하였으며, 교행시의 열차 선두부 및 후미부의 경계 조건식을 개발하여, X-t선도와 같이 해석하였다. 해석 결과, 교행 열차의 특정 터널진입 시간에 압력파 간의 상쇄가 일어남을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1147-1159
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• 2018

본 연구는 팽창구조체를 이용한 급속차폐 자동화 시스템 검증에 중점을 두었다. 팽창구조체는 해저터널의 침수사고 발생시 막대한 인적 및 물적 피해가 발생하는데 이를 대비한 자동 급속차폐시스템이다. 특히 해저터널의 시공 및 운영에 있어 필수적이라고 할 수 있다. 본 연구는 이러한 문제에 대하여 고안된 팽창구조체를 이용한 급속차폐 자동화 시스템을 실험적으로 검증하였다. 이러한 검증을 하기 위해 모형터널을 40:1 축소율을 적용한 실내모형을 제작하여 0.1 bar, 0.15 bar의 공기압을 주입하여 10 sec, 20 sec로 팽창속도에 따라 나누어 4 case로 실험을 진행하여 누수량, 수압 등을 분석하였다. 연구 결과에 의하면 팽창구조체의 팽창 시 0.1 bar 보다 0.15 bar일 때 차폐효율이 좋았으며 팽창구조체의 공기압 주입 시간에 따른 차폐효율 및 유입수 제어효율의 차이도 나타났다. 본 연구 진행 결과 팽창구조체가 완벽하게 팽창한다는 가정조건에서는 팽창구조체의 내부공기압이 높고 팽창속도가 빠를수록 더욱 효과적으로 나타났다. 본 연구 결과로 향후 추가적인 팽창구조체의 보관방법, 형상과 팽창유도체 및 차폐시 팽창구조체의 이동억제와 유입수 제어에 도움이 되는 쐐기형 구조물에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.63-72
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• 2017

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the fundamental behaviors such as stresses and deflections of the middle slab in a double-deck tunnel for the development of a middle slab design guide. METHODS : The middle slab has been divided into the following three different sections as according to its structural differences: the normal section, expansion joint section, and emergency passageway section. The normal section of middle slab represents the slab supported by brackets installed continuously along the longitudinal direction of tunnel lining. The expansion joint section refers to a discontinuity of middle slab due to the existence of a transverse expansion joint. The emergency passageway section has an empty rectangular space in the middle slab that acts as an exit in an emergency. The finite element analysis models of these three sections of middle slab have been developed to analyze their respective behaviors. RESULTS : The stresses and deflections of middle slab at the three different sections decrease as the slab thickness increases. The emergency passageway section yields the largest stresses and deflections, with the normal section yielding the smallest. CONCLUSIONS : The stress concentrations at the corners of the passageway rectangular space can be reduced by creating hunch areas at the corners. The stresses and deflections in the emergency passageway section can be significantly decreased by attaching beams under the middle slab in the passageway area.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.309-314
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• 2009

열차가 터널에 진입하면 열차의 전두부에 의해 압축파가, 후마부에 의해 팽창파가 터널 내에 각각 발생하게 된다. 터널내부에서 압축파와 팽창파가 열차와 서로 상호작용하면서 열차 실내/외의 양력은 급격하게 변화한다. 본 논문에서는 한국형 틸팅차량이 터널 주행 시 나타나는 차량의 실내 및 실외(차량표면) 압력변화 및 압력변화율을 분석하여, 터널길이와의 상관관계를 분석하였다. 또한, 현 틸팅차량의 기밀상태에서 터널주행 시 실내압력변화율을 검토하였다. 그 결과 길이가 짧은 터널에서는 압력파의 중첩이 발생하지 않아서 차량 실내/외 압력변화는 크게 나타나지 않았다. 하지만, 긴 터널에서는 압력파의 중첩과 차량과의 상호작용이 동시에 일어나면서 급격한 압력변화가 뚜렷하게 발생하였다. 또한, 특정한 길이의 터널에서는 압축파와 팽창파가 중첩되어 압력변화 및 변화율을 크게 완화시켰다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.2114-2119
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• 2008

When a train enters into a tunnel, a compression wave is generated by a front nose and a expansion wave is generated by a rear nose each other. Because the compression wave and expansion wave have interactions with the train in a tunnel repeatedly, the internal pressure of the train is dramatically varied. And this pressure variation gives passengers discomfort like ear-ache. In this paper, we had measured the internal pressure variation of TTX developed and being on Test-Running in Honam line and made an analysis of pressure variation rate. As a result, the internal pressure variation was different as to the length of tunnel. Though the entering velocity of TTX is similar on test tunnels, on the short tunnel, the pressure drop was lower then that of the long tunnel. And it was expected that the rates of internal pressure variation would be exceeded the limits on 160km/h entering velocity.

• 한국철도학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.200-207
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• 2004

Theoretical study has been conducted to clarify pressure characteristics of KTX (Korea Train eXpress) in tunnel. The severe pressure change in tunnel may give rise to the ear-discomfort for passenger and fatigue for car body. Critical tunnel lengths which are induced by x-t diagram analysis can be applied to the experimental results measured by using the running test with atmospheric pressure sensors and portable data acquisition system in previous study. In this study, the tunnels from 200m to 4000m in length have been chosen for the investigation of tunnel length effects. We found that there are similar patterns of external pressure change for each critical tunnel length. The critical tunnel lengths are governed by train speed, train length and sonic velocity. And, the patterns of pressure wave in tunnel are classified into eight groups.

• 산업공학
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• 제14권2호
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• pp.205-209
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• 2001

The number of tunnel has fast increased with the rapid expansion of highway network. Tunnel should be designed to provide for drivers both safety and pleasant driving conditions. In this perspective, the design for tunnel lightning is very important in order to provide its safety, pleasantness, and cost-efficienty of maintenance, all of which should be considered and analyzed for a better tunnel lighting. This paper attempts to compare the low-pressure sodium lamp, which has usually been used for tunnel lighting, with the fluorescent lamp, which we consider as an alternative for the former. In an effort to determine the number of lamps to meet the required illuminance in the tunnel, this research employs a simulation technique which would allow us to conjecture, with the aid of basic model, the life cycle cost for illumination per each tunnel. This analysis is expected to provide a basic method and related information for tunnel development and design.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.47-56
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• 2017

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the stresses of the middle slab in a double-deck tunnel owing to the slab lift to replace the underlying elastic pads during maintenance work. METHODS : The middle slab was divided into three different sections: typical section, expansion joint section, and emergency passageway section. Finite element analysis models of these three sections of middle slab were developed, and the stress distribution and maximum stresses were obtained using the models when the middle slab was lifted to replace the underlying elastic pads. Various slab lifting methods were examined in this study such as one-, two-, and multiple-point lifts, distributed lifts, and one or both slab side edge lifts. RESULTS : When the slab side edge is lifted, the longitudinal stresses of the slab are almost the same as the principal stresses. This implies that the governing stresses are the longitudinal stresses. The maximum stresses with both-edge lifts are generally smaller than those with one-edge lifts at all three sections of middle slab. CONCLUSIONS : If the middle slab in a double-deck tunnel is lifted for maintenance, the slab should be lifted at multiple points along the longitudinal direction to reduce the tensile stresses.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.1280-1290
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• 1995

In order to investigate the compression wave propagating in a high-speed railway tunnel, a numerical calculation was applied to the wave phenomenon occurring in a model tunnel. Unsteady, one-dimensional inviscid or viscous flows were solved by an explicit TVD scheme, and the calculated flows were compared with the results of measurement in real tunnels. Tunnel noises caused by emission of the compression wave were characterized in terms of excess pressure of compression wave, pressure gradient in the wave front and width of the compression wave. Calculated attenuation, pressure gradient and width of compression wave with the propagating distance agreed with the results of measurement in the real tunnels. The results also show that tunnel noises are proportional to the train velocity entering the tunnel.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권3호
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• pp.261-275
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• 2011

차량이 통행하는 상태에서 기존터널을 확대하기 위해서는 굴착 시 발생하는 버력의 비산으로부터 차량을 보호하고 착공간과 차량운행공간을 분리하기 위해 프로텍터를 기존터널 내부에 설치하게 된다. 기존에 제안된 이론해에서는 버력을 탄성체로 가정하였으나 일반적으로 암석은 탄소성거동을 하므로 본 논문에서는 Explicit FEA (ABAQUE) 프로그램을 이용하여 버력의 재료 거동에 따른 수치해석을 실시하였다. 수치해석결과를 토대로 버력의 재료거동에 따른 충격하중을 분석하였으며 제안된 이론해와도 비교분석 하였다. 수치해석결과 버력이 탄소성거동을 할 경우 탄성거동에 비해 충격하중이 약 7~12% 수준인 것으로 나타났다. 탄생거동 시 이론해와 수치해석결과를 선형회귀분석한 결과 매우 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 탄소성 거동 시에는 직선선형관계를 보이나 탄성계수별로 직선회귀식의 기울기가 다르게 나타났다.