• 제목/요약/키워드: Tunnel support system

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Mont Terri FE 실험 대상 열-수리-역학 복합거동 수치해석: DECOVALEX-2023 Task C 내 Step 1 수치해석 연구 (A Thermo-Hydro-Mechanical Coupled Numerical Simulation on the FE Experiment: Step 1 Simulation in Task C of DECOVALEX-2023)

  • 김태현;박찬희;이창수;김진섭
    • 터널과지하공간
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    • 제32권6호
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    • pp.518-529
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    • 2022
  • DECOVALEX-2023 Task C에서는 6개국 9개 참여 기관들이 스위스 Mont Terri 지하처분연구시설에 서 수행된 FE 실험을 대상으로 열-수리-역학 복합거동 모사를 위한 해석코드 개발을 수행하고 있다. 현재 현장시험 결과와 비교 분석을 위한 Step 1이 진행되고 있으며, 본 연구진은 OGS-FLAC 해석 시뮬레이터를 활용하여 일련의 해석을 진행하였다. 해석 결과 히터 가열에 따른 온도 상승이 잘 구현되었고, 상 변화에 따른 완충재 내 포화도 변화를 관측할 수 있었다. 반면 완충재 흡입력의 과대평가로 완충재 내 상대습도, 온도 변화 및 Opalinus 점토암 내 압력 변화가 현장 결과와 다소간 차이를 나타내는 것을 확인하였다. 이를 통해 완충재 흡입력이 처분시스템 해석 시 유동 해석 결과에 지배적인 영향을 미침을 확인할수 있었으며, 향후 지보재 및 초기 수압 모사 개선을 통해 향상된 결과를 도출하고자 한다. 또한, Opalinus 점토암의 열, 수리, 역학적 이방성이 잘 구현되었으며 해석 결과를 통해 OGS-FLAC 시뮬레이터의 처분시스템 해석 적용성을 확인하였다.

Incompatible deformation and damage evolution of mixed strata specimens containing a circular hole

  • Yang, Shuo;Li, Yuanhai;Chen, Miao;Liu, Jinshan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제20권5호
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    • pp.461-474
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    • 2020
  • Analysing the incompatible deformation and damage evolution around the tunnels in mixed strata is significant for evaluating the tunnel stability, as well as the interaction between the support system and the surrounding rock mass. To investigate this issue, confined compression tests were conducted on upper-soft and lower-hard strata specimens containing a circular hole using a rock testing system, the physical mechanical properties were then investigated. Then, the incompatible deformation and failure modes of the specimens were analysed based on the digital speckle correlation method (DSCM) and Acoustic Emission (AE) data. Finally, numerical simulations were conducted to explore the damage evolution of the mixed strata. The results indicate that at low inclination angles, the deformation and v-shaped notches inside the hole are controlled by the structure plane. Progressive spalling failure occurs at the sidewalls along the structure plane in soft rock. But the transmission of the loading force between the soft rock and hard rock are different in local. At high inclination angles, v-shaped notches are approximately perpendicular to the structure plane, and the soft and hard rock bear common loads. Incompatible deformation between the soft rock and hard rock controls the failure process. At inclination angles of 0°, 30° and 90°, incompatible deformations are closely related to rock damage. At 60°, incompatible deformations and rock damage are discordant due that the soft rock and hard rock alternately bears the major loads during the failure process. The failure trend and modes of the numerical results agree very well with those observed in the experimental results. As the inclination angles increase, the proportion of the shear or tensile damage exhibits a nonlinear increase or decrease, suggesting that the inclination angle of mixed strata may promote shear damage and restrain tensile damage.

차지상간 통합전송시스템의 서비스 모델에 관한 연구 (A study on service model for unified data transmission in a subway and railway)

  • 안태기;김백현;정상국;남명우;이영석;오명관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.1573-1579
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    • 2010
  • 철도 운영을 효과적으로 지원하고 철도 서비스 이용자의 만족도를 높이고자 차지상간 무선통신시스템에 광대역 멀티미디어 기능을 추가하려는 요구가 꾸준히 증대되고 있다. 이에 따라 차지상간 통합 전송시스템에 대한 연구가 진행되고 있으며, 본 연구는 차지상간 통합 전송시스템에 필요한 무선 구간의 효율적 설계 및 서비스 모델 개발에 관한 것이다. 광대역 멀티미디어 서비스 관점에 본다면 서비스 무선 대역폭은 클수록 유리하다. 그러나 지하터널 환경에서 무선 대역폭을 높이는 것은 매우 큰 비용을 요구하게 되며, 무선 대역을 높여서 처리할 경우 수신기의 수신감도가 나빠지는 특성이 있다. 이에 따라 안정적인 서비스를 위하여 더 많은 무선국을 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 지하철 및 철도 환경에서 차지상간 통합 전송시스템에 필요한 최적의 서비스 무선 대역을 비용 대비 효율성 측면을 검토하여 도출하였다. 또한 이러한 검토 결과를 바탕으로 도출한 무선 대역에 가장 적합한 서비스 모델을 제시하였다. 차지상간 통합 시스템은 지하철에 시험 도입되어 전국적으로 확대 시행될 예정이다. 제시한 서비스 대역과 서비스 모델을 차지상간 통합 시스템에 적용함으로써 필요한 서비스 기능을 모두 수용하고, 비용 측면에서도 매우 효율적인 시스템이 가능해져 그 효과가 매우 클 것으로 기대된다.

이동통신환경에서의 소규모 그룹통신을 위한 XMIP 프로토콜의 구현 (An Implementation of Explicit Multicast with Mobile IP for Small Group Communications in Mobile Networks)

  • 박인수;박용진
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제12C권2호
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    • pp.267-280
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    • 2005
  • 본 논문에서는 다세션 소규모 멀티캐스트 통신을 위해 제안된 Explicit Multicast 전송방식과 IETF Mobile W를 효과적으로 결합한 XMIP 프로토콜을 구현하고 검증한다. Xcast 패킷 헤더 내에 목적지 주소들을 소스 노드가 명시하여 Xcast 네트워크로 전송하면 각 Xcast 라우터는 멀티캐스트 트리의 지원없이도 유니캐스트 라우팅 정보만을 기초로 목적지를 향해 경로설정과 전송을 수행한다. XMIP 프로토콜은 이러한 Explicit Multicast 프로토콜의 특징을 상속받아 상태유지의 필요없이 유니캐스트 라우팅 테이블을 기반으로 하므로 전송방식이 명확하고 단순하다. 본 연구에서는 Xcast 네트워크와 IETF Mobile IP의 연동을 함께 고려해서 Mobile IP의 이동 에이젼트인 HA/FA를 수정 보완하여 HA+/FA+로 각각 확장한다. HA+로 전송된 Xcast 패킷은 Mobile IP 바인딩 테이블을 참조하여 각 FA+로 향하는 X-in-X 터널 인터페이스를 통해 전송된다. 이 메커니즘으로 IETF Mobile IP 멀티캐스트 트래픽 집중 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 마지막으로 무선랜기반 실험망을 구축하고, Xcast 응용으로서 다중 사용자를 위한 인스턴트 메신져를 개발하고 실험하므로써 최종 개발한 XMIP/Xcast 프로토콜의 실효성을 검증한다.

무선통신 및 위치인식 통합기술을 활용한 지하구조물 현장지원시스템 최적 요소기술 연구 (A Study on Optimal Technical Factors of USFSS Based on Integrated Technique of Wireless Communication and Location Awareness)

  • 장용구;정재형;이준우;김현수
    • 한국지리정보학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.48-58
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    • 2009
  • 최근 들어, 건설시공에 있어서 현장 내 작업자의 안전관리는 중요하게 인식되고 있다. 특히, 터널, 공동구 등 지하구조물에서는 건설 중 붕괴사고가 빈번하게 발생하고 있어 그 중요성이 더욱 강조되고 있다. 하지만, 지하구조물의 특성상 유 무선 통신환경의 구현이 매우 어렵기 때문에 위험사고 발생 시 구조를 위한 현장투입요원과 구조자의 위치추적 및 음성통신이 어려워 구조작업에 많은 어려움이 발생하고 있다. 본 연구에서는 지하구조물 시공시 건설시공의 열악한 환경에 적합하고 작업자의 3차원 위치추적 및 통신 연락이 가능한 무선통신 및 위치인식 통합기술 기반의 지하구조물 현장지원시스템에 대한 최적의 요소기술을 도출하였다.

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Predicting Single-hole Blast-induced Fracture Zone Using Finite Element Analysis

  • Jawad Ur Rehman;Duhee Park
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제25권7호
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    • pp.5-19
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    • 2024
  • During the blasting process, a fracture zone is formed in the vicinity of the blast hole. Any damage that extends beyond the excavation boundary line necessitates the implementation of an additional support system to assure safety. Typically, fracture zone radius is estimated from blast hole pressure using theoretical methods due to its simplicity. However, linear charge concentration (kg/m) is used for tunnel blasting. This paper compiles Swedish experimental datasets to estimate the radius of fracture zones based on linear charge concentration. Further numerical analyses are performed in LS-DYNA for coupled single-hole blasting. The Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model has been selected as the constitutive model for this investigation. The numerical model is validated against small-scale laboratory tests. Parametric studies are conducted to predict fracture zones in granite and sandstone rocks using two kinds of explosives, PETN and AFNO. The analyses evaluate ten types of blast hole sizes, ranging from 17 to 100 mm. The results indicate that granite has a larger fracture zone than sandstone, and the PETN explosive predicts more damage than ANFO. Smaller blast holes exhibit smaller fracture zones in comparison to larger blast holes. Wave propagation is more rapidly attenuated in granite than in sandstone. Subsequently, the predicted fracture zone outcomes are compared with the empirical dataset. Fracture zones of medium blast hole diameter align well with the experimental data set. A predictive equation is derived from the data set, which may be used to evaluate blast design to manage fracture zones beyond the excavation line.

전기비저항과 암반분류의 상관관계에 대한 고찰 (A Study on the Correlation Between Electrical Resistivity and Rock Classification)

  • 권형석;황세호;백환조;김기석
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제11권4호
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    • pp.350-360
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    • 2008
  • 전기비저항은 땅의 여러 물리적 특성 중의 하나로 전기비저항 탐사, 전기비저항 검층과 실내시험 등을 통해 측정된다. 최근에 전기비저항은 도로나 철도터널의 지보형식 설계에서 미시추구간의 암반등급을 예측하는데 활용되는 등 그 활용도가 증가하고 있다. 전기비저항으로부터 신뢰할 수 있는 암반등급을 추정하기 위해서는 많은 현장시험과 함께 전기 비저항과 암반분류의 상관성에 대한 고찰이 요구된다. 본 연구에서는 먼저 암석시료에 대해 탄성파속도, 탄성계수, 일축 압축강도 등의 암석물성시험과 전기비저항 코어시험을 실시하였다. 시험결과로부터 획득된 전기비저항과 암석물성의 상관성을 분석한 결과 전기비저항이 암석물성과 높은 상관성을 가지고 있음을 확인하였다. 다음으로 일반적인 지반조사에 비해 현저히 많은 12개의 시추공에서 전기비저항 검층을 실시하여, 전기비저항 탐사 및 전기비저항 검층에 의한 전기비저항과 RMR의 상관성을 고찰하였다. 전기비저항 검층은 RMR과 80% 이상의 매우 높은 상관성을 보여 전기비저항을 이용하여 암반등급을 결정하는 방법이 과학적으로 타당하다는 것을 확인하였다. 이에 반해 전기비저항 탐사는 RMR과 20% 내외의 낮은 상관성을 가지는데 이는 단층파쇄대와 같은 저비저항 이상대가 역산에 영향을 미치기 때문으로 상관관계 분석시 신선한 암반, 절리파쇄대, 단층파쇄대로 그룹을 분리하여 상관성을 분석하면 신뢰성 있는 상관식을 도출할 수 있음을 확인하였다.