암반구조물의 파괴는 초기응력의 크기, 무결암의 강도 그리고 단층이나 절리와 같이 암반 내에 존재하는 불연속면의 상태에 의해 좌우된다. 일반적으로 고심도에 건설되는 암반구조물의 경우 높은 현지응력과 공동굴착에 따른 유도응력으로 인해 공동 경계면에서 스폴링이나 슬래빙과 같은 취성파괴가 발생할 수 있다. 최근 고심도에 건설되는 암반구조물이 증가함에 따라 취성파괴의 발생사례가 증가하고 있으며, 더욱이 국내의 저심도 구간에서도 스폴링 현상이 보고되어 취성파괴에 대한 연구의 필요성이 요구된다. 그러나 아직까지 취성파괴에 대해 명확하게 규명되지 않아 본 보고에서 취성파괴 현상을 규명하기 위해 수행되었던 기존 연구결과를 중심으로 취성파괴와 그 특징에 대하여 요약 정리하였다.
Exposure to Diesel Particulate Matter (DPM) potentially causes adverse health effects (e.g. respiratory symptoms, lung cancer). Due to a lack of data on Elemental Carbon (EC) exposure levels in underground copper ore mining (unlike other underground mining industries such as non-metallic and coal mining), this case study aims to provide individual miners' EC exposure levels, and information on their work practices including use of personal protective equipment. EC measurement was carried out during different work activities (i.e. drilling, driving a loader, plant fitting, plant operation, driving a Specialized Mining Vehicle (SMV)) as per NIOSH Method 5040. The copper miners were working 10 h/day and 5 days/week. This study found that the most significant exposures to EC were reported from driving a loader (range $0.02-0.42mg/m^3$). Even though there were control systems (i.e. water tanks and DPM filters) on the diesel vehicles, around 49.5% of the results were over the adjusted recommendable exposure limit ($0.078mg/m^3$). This was probably due to: (1) driver's frequently getting in and out of the diesel vehicles and opening the windows of the diesel vehicles, and (2) inappropriate maintenance of the diesel vehicles and the DPM control systems. The use of the P2 type respirator provided was less than 19.2%. However, there was no significant difference between the day shift results and the night shift results. In order to prevent or minimize exposure to EC in the copper ore mine, it is recommended that the miners are educated in the need to wear the appropriate respirator provided during their work shifts, and to maintain the diesel engine and emission control systems on a regular basis. Consideration should be given to a specific examination of the diesel vehicles' air-conditioning filters and the air ventilation system to control excessive airborne contaminants in the underground copper mine.
Seoul Metro has operated the air cooling equipment established in a machine room of a station building to improve our services focused on our customers who use Seoul Metro during the summer season. However, a new set of problems has arisen with the cooling tower to support a heat exchange of cooling water. One of them is loss of efficiency in the air conditioner. The leading cause of this problem is that we use an underground type of the cooling tower. As the machine room of a station building is located in the underground of inner city because of the nature of the subway, it is difficult to establish the cooling tower on the ground. The underground structure of the No. $1{\sim}4$ subway line is unsuitable for the location requirements of the underground type of the one because it has a limited space to set up the air cooling equipment, for example, the cooling tower and a ventilating opening. As a result of such an unfavorable condition, the cooling tower doesn't work efficiently and the warmth of cooling water because of insufficiency of a heat exchange and a refrigerator's technical obstacle such as a high-temperature and a high-pressure has arisen. Accordingly, the efficiency of the air conditioning is getting lower and lower. Another problem is too wasteful with water. Each station uses the water over 30 tons every day with waterworks to replenish the cooling tower such as a evaporation, a scattering and a distribution of water. Nevertheless, the more an air conditioner increase, the more the use of water supply increase. For this reason, we can't help wasting an enormous amount of water and discharging the congelation of a low temperature(about $15^{\circ}C$) occurred in a heat exchanger inside an air conditioner. The purpose of this study is to analyze the utility of congealing water to improve efficiency of the air cooling equipment and save energy as a supplementary water for the cooling tower.
본 연구에서는 지하 채굴적이 상부 지표 구조물의 안정성에 미치는 영향을 검토하기 위하여, 지하 채굴적의 심도와 보강 조건을 달리하는 네 가지의 경우에 대해 축소모형실험을 실시하였다. 이를 위해 실험목적에 부합한 모형 실험장치를 제작하였으며, 모형재료는 석고, 모래, 물의 혼합물을 사용하였다. 채굴적의 심도가 깊은 모형의 균열 개시압력은 얕은 모형에 비해 2.5배 더 크게 나타나 채굴적이 깊을수록 지반의 안정성은 우수하였다. 구조물의 하부 지반을 그라우팅으로 보강한 모형은 무보강 모형에 비해 균열 개시압력이 2.4배 커져, 보강을 실시하면 지반 안정성이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 대규모 보강을 실시한 경우는 소규모 보강에 비하여 최대 침하량이 작을 뿐 아니라 침하곡선이 완만하여 경사와 곡률도 작아지므로 지반 안정성은 보다 더 커질 것으로 판단된다.
본 연구에서는 LIDAR를 이용하여 채굴적의 형상을 수치적으로 정확히 측량하고 이때 획득된 점군 데이터를 3차원 전산해석에 직접 반영함으로써 구조물의 실제 형상을 전산해석에 그대로 반영하는 과정을 모사하고 있다. 해석 대상은 채수율 향상을 목적으로 개발된 주방식 하이브리드 채광법이 적용되고 있는 지하 석회석광산의 일부 구역이다. 연구대상 구역에 대한 LIDAR 측정을 통해, 상하부 수직 안전광주의 중심축은 NW 방향으로 치우쳐 있고 특히 하부 수직 안전광주의 경우 설계단면인 $100m^2$ 보다 약 $34m^2$ 만큼 작은 것으로 확인되었다. 또한 LIDAR 측량 결과를 바탕으로 전산해석을 실시한 결과, 하부 수직보안광주의 하단부에 응력집중이 발생하면서 수직 안전광주 전체에 전단파괴양상이 나타나는 것으로 확인되어 보강작업이 제안된 바 있다. 따라서 LIDAR에 의한 채굴적의 측정은 안전광주의 기하학적 구조 및 현상을 정량적으로 정확히 분석할 수 있으며 이를 통한 채굴적의 안정성 분석은 보다 높은 신뢰도를 제시할 수 있다는 점에서 매우 효과적인 채굴적 형상 계측 기법의 하나로 제안될 수 있을 것이다.
연구목적: 지하공동구는 도시 지하에 전기, 수도, 가스 등의 인프라를 공동 수용하는 시설로 공기 흐름이 부족하여 계절에 상관없이 결로가 자주 발생한다. 결로는 전기 설비의 누전 화재를 일으키는 원인이 되므로 지하공동구 내의 조명 등 각종 시설물 관리를 위해 필요한 제어반은 결로에 노출되지 않도록 문이 닫힌 상태로 관리되어야 한다. 본 논문에서는 딥러닝 객체인식 기술을 활용하여 수km 거리에 반복 배치된 공동구 제어반의 문 열림 여부를 이동 카메라 조건과 조명이 꺼진 조건에서도 인식하고자 한다. 연구방법: 지하공동구를 순찰하는 로봇이 촬영한 영상데이터를 이용하여 딥러닝 객체인식 모델인 YOLO를 모자이크 이미지 증강기법으로 학습시켜 제어반 문 열림과 문 닫힘을 인식한다. 연구결과: 모자이크 이미지 증강기법으로 학습시킨 모델과 사용하지 않은 모델의 성능을 비교한 결과, 모자이크 학습 모델이 더 우수한 성능(모든 클래스에 대한 mAP가 0.994 이상임)을 보이는 것을 확인하였다. 결론: 지하공동구의 조명이 꺼진 상태에서도, 공동구 내부 시설물이 복잡한 환경에서도 제어반의 문열림 여부를 우수한 성능으로 인식하여 지하공동구 재난안전관리에 도움이 될 것으로 기대된다.
As a link in the chain of antidrought measure, our attempt is made to obtain basic informations on the construction of an infiltration gallary which can be supplied with irrigation water by catching of underground water in small river beds, which is economical, permanent and efficient. The experiment was made, concerning the structure of catchment conduits, by constructing a model sand tank $1.5m{\times}5m{\times}1.5m$ in dimension made of reinforced concrete. Various kinds of measuring equipment were attached to the model tank which contains a set of catchment conduits, each of them was made 30cm in diameter and 60cm in length with the ratio of sectional area to total area of influx holes 10:1, 20:1, 30:1. The average size of influx holes was fixed from 0mm to 10mm, 20mm and 30mm in diameter respectively. Obtained results are as follow; (a) In view of the water catchment capacity, manufacturing cost and the antipressure strength of the catchment conduits, it is the best method to decide the total number of influx holes 20 per sq. meter of each tile surface, and the size of influx holes 20mm in diameter, when the conduits have diameter less than 1m. (b) The greatest factor of safety against external load is to arrange the influx holes in a zigzag manner on the tile surface. The most effective formula of arrangement is $S{\geqq}\sqrt{2gd}$ where: s : spacing of opening row. g : spacing of opening line. d : diameter of influs hole.
For underground structures that are exposed to environmental conditions, the declination of the durability of concrete occurs easily because of leakages from high hydraulic pressure and the frequent contact of water due to environmental factors. Therefore this study is to confirm that the leakage reduction of natural inorgnic powder compound applying subsurface structural weak part and make the performance improvement of concrete as an objective. The test was done by making the rebar, flat tie, nail and film infiltration and each of its water tank and cylindrical test body then after pouring water to each of the test body, the test observe the change of the water tank surface absorbed condition and leakage of each specimen with respect to time. As a conclusion, the test was observed that this water proofing admixture has better watertightness from the beginning of the setting time(when it hardens), the ettringite and the thaumasite generates a large quantity of hydration products that controls the formation in a large opening and the CSH produced by pozzolan reaction makes a dent at this opening.
불연속면의 빈도가 높지 않은 견고한 암반의 경우 굴착시 공동 주변 영역에서의 파괴나 변형 특성은 형성되어 있는 초기응력 조건과 강도 특성에 절대적인 영향을 받는다. 과도한 초기응력장은 굴착 공동 주변에 점진적이고 국부적인 취성파괴를 유발시킴으로서 시공의 안정성과 경제성을 확보하는데 장애요인으로 작용할 수 있다. 이 논문에서는 응력 수준과 터널형상에 따른 공동 주변의 취성파괴 거동 특성을 파악하기 위해 축소된 터널 시험체를 이용한 이축압축시험과 입자 결합모델을 이용한 개별요소법의 일종인 $PFC^{2D}$ 해석에 의한 연구를 수행하였다. 실내 이축압축시험을 통해 취성파괴의 발생 영역과 형태 면에서 실제 암반 공동 주변에서 발생된 파괴 특성과 유사한 파괴 거동을 모사할 수 있었다. 모형시험체에 대한 이축압축시험 결과 최소 주응력 방향의 공동 단면 곡선부에서는 균열이 표면에서 개시된 후 내부로 진행되어 국부적인 노치형 파괴영역이 형성되었다. 이에 비해 모서리와 직선부의 경우 공벽 표면과 내부에서 발생된 균열들의 상호 연결, 결합에 의해 대규모의 노치형 분리면이 유도되고 곡선부에 비해 큰 파괴영역이 형성되는 것으로 조사되었다.
Excavation of underground openings changes stress distribution around the opening. The survey of this disturbed zone in excavation is very important to design and construct underground facilities, such as tunnel, gas and oil storage, power plant and disposal site of high- and low-level radioactive wastes. This paper presents a zoning of rock masses with tunnel excavation using PS logging. Compressional and shear wave velocities are measured in boreholes drilled in the tunnel wall, which was constructed with blasting and/or machine excavation. The disturbed zone in excavation can be estimated by comparing PS logging data with a tomographic image of compressional wave velocity and compressional and shear wave velocities of core samples. In the side wall of tunnel, the disturbed zone reaches 1.5 m and 1.0 m in thickness for blocks of blasting and machine excavations, respectively. In the roof of tunnel, however, the disturbed zone is 1.0 m and 0.75 m thick for the two blocks. These results show that the width of the disturbed zone is larger in the side wall of tunnel than in the roof, and 1.3 to 1.5 times larger for the blasting excavation than for the machine excavation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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