• 제목/요약/키워드: face bolt

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터널막장안정 평가기법 및 막장볼트의 보강효과에 관한 수치해석적 연구 (A study on the evaluation method and reinforcement effect of face bolt for the stability of a tunnel face by a three dimensional numerical analysis)

  • 김성열;윤지선
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.11-22
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    • 2009
  • 터널 굴착 대상지반의 강도 및 강성이 낮은 경우 막장안정성을 확보하기 위해 분할굴착공법 또는 적절한 보조공법을 병용한다. 본 연구에서는 기존 문헌을 중심으로 막장평가 기법에 대해 정리하고 보조벤치 병용 전단면공법 적용 시 지반의 변형 강도특성에 따른 막장보강의 필요성 유무와 보조공법으로 페이스볼트를 채택할 경우 타설 길이, 타설 밀도, 보강범위에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지를 알아보기 위해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 막장 안정성에 대해 문헌에 의한 이론적인 평가기법과 FEM수치해석결과를 비교 분석한 결과 상대적인 차이는 있으나 막장볼트를 통한 막장안정의 효과에는 일치하는 경향을 보였다. 검토대상 지반조건에 대해 막장볼트의 타설형태는 길이 1.0D(D:터널 폭)이상, 격자상 타설(1개/$1.5\;m^2$), 상부 반단면 $120^{\circ}$ 보강시 가장 효과적인 것으로 분석되었다.

페이스볼트의 타설각도가 보강효과에 미치는 영향 분석 (Laboratory and Numerical Simulation About the Installation Angle of Face Bolts)

  • 서경원;;김광염;김창용
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권10호
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    • pp.131-138
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    • 2006
  • 페이스볼트의 타설각도는 현재 수평타설을 기준으로 하고 있으나 실제로는 수평으로부터 벗어나는 경우가 많이 발생하고 있다 본 논문에서는 페이스볼트의 타설각도가 지반보강 효과에 미치는 영향에 대하여 실내실험과 수치해석을 통해 분석하였다. 페이스볼트에 의해 굴착부근의 지표면 침하 및 막장 수평변위를 억제하려고 하는 경우는 가능한 한 수평으로 타설하는 것이 유리하며, 수평으로부터 벗어나는 경우는 타설본수를 추가하여야 하는 것으로 나타났다.

페이스 볼트 공법을 이용한 터널 막장 안정성에 관한 수치해석적 연구 (A numerical study on the safety of tunnel face using face bolting method)

  • 라지현;윤지선
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.83-89
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    • 2007
  • 터널 굴착은 응력해방을 발생시키기 때문에 연약한 지반에서의 터널 굴착 시에는 막장의 안정성 확보가 무엇보다도 중요한 사안으로 대두되고 있다. 이에 대한 대책 공법 중 굴착대상 막장면을 일정한 강성을 가진 강봉이나 유리섬유 파이프를 이용하여 선행 보강하는 페이스 볼트 공법이 적용되고 있다. 본 연구에서는 이러한 페이스 볼트를 이용한 막장 보강공법의 적용성을 검토하기 위해 페이스 볼트 공법이 필요한 연약한 지반에서 타설 되는 볼트의 개수를 0, 20, 40, 60, 80, 100개의 6가지 Case와 길이를 0.5D (2가지), 1.0D, 1.5D, 2.0D의 5가지 Case에 관하여 $FLAC^{3D}$ Ver.2.1을 이용해 3차원 연속체 해석을 실시하였다.

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수치해석 및 계측자료 분석을 통한 막장볼트의 보강효과에 관한 연구 (A comparative analysis of prediction and measurement for reinforcement effect of face bolts)

  • 서경원;김웅구;백기현;김진웅
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제12권5호
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    • pp.359-368
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    • 2010
  • 국내의 경우 터널 지반보강증 강관다단그라우팅 공법이 폭넓게 시용되지만 해외의 경우 시공성 및 경제성이 막장볼트 공법이 흔히 적용되고 있다. 본 논문에서는 국내 도로터널 붕락 발생시 적용한 강관다단그라우팅 및 막장볼트의 적용효과에 대해서 수치해석을 통해 분석해 보았다. 또한 해외 시공사례의 계측데이터를 바탕으로 두 공법의 보강효과에 대해 분석해 보았다. 본 연구를 통해 막장 전면에 파쇄대가 발달하는 경우 페이스공법도 막장보강에 효과적임을 알 수 있었다.

FEM해석에 의한 막장볼트 및 보조벤치의 막장안정성 효과에 관한 연구 (Study on the Effect of Bolt and Sub-bench on the Stabilization of Tunnel Face through FEM Analysis)

  • 김성열;윤지선
    • 터널과지하공간
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    • 제18권6호
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    • pp.427-435
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지반등급 V중에서 막장자립이 곤란한 지반에 대해 지반고유의 지지력을 최대한 이용하기 위한 굴착공법 및 적정벤치길이에 대해 검토하고, 보조공법으로 막장볼트를 적용할 경우 타설 패턴, 타설 개수에 따라 막장 및 막장주변지반에 어떠한 영향이 발생되는지에 대해 3차원 FEM해석을 수행하였다. 보조벤치 병용전단면공법이 조기 단면폐합으로 변위를 크게 줄일 수 있음을 알 수 있었으며, 타설 패턴으로는 격자상, 교호배치형(지그재그형), 원주상순으로 변위억제효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 타설 개수 증가에 따라 막장축방향 수평변위에 대해 억제효과가 있는 것으로 분석되었으며 보조벤치 병용 전단면공법굴착시공의 경우 막장부 $1.5m^2$에 1개의 막장볼트(격자상) 타설로 막장면 안정성을 확보할 수 있을 것으로 판단되었다.

실내실험 및 수치해석을 이용한 막장볼트의 최적 타설 개수에 관한 연구 (A Study of the Optimum Installation Number of Face Bolts Using Laboratory Tests and Numerical Analysis)

  • 서경원;;김창용
    • 터널과지하공간
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    • 제16권6호
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    • pp.467-475
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    • 2006
  • 최근 국외에서는 터널막장의 안정을 위해 막장볼트의 시공실적이 급증하고 있고 관련된 많은 실험, 계측 등의 자료가 발표되고 있지만 현장마다 지반조건, 볼트 종류가 틀리기 때문에 설계 단계에서 최적의 타설개수를 결정하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는 우선 현장조사를 통하여 사용되는 막장볼트의 종류, 개수 등을 분석하였다. 이결과 막장볼트는 다른 공법과 병용하여 사용되는 경우가 많기 때문에 지반조건과의 상관관계는 보이지 않았다. 또한 현장조사를 바탕으로 한 실내시험 및 수치해석을 통해 터널 막장이 볼트로 보강되었을 경우 지반 및 볼트의 거동을 분석하였으며 특히 타설개수에 초점을 맞추었다. 실험결과 막장볼트의 개수가 증가할수록 지표면 침하 및 막장수평변위는 지수함수 형태의 변위감소 분포를 보이고 있는 것으로 나타났다.

비포장 노면 주행을 위한 스케이트보드의 조향제어기구 설계 (Design of a Steering Control Mechanism for a Skateboard on Off-road Driving)

  • 심한섭
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.110-115
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    • 2005
  • Driving performance is affected by a steering mechanism and characteristics of the ground at off-road skateboarding. In order to drive on off-road, it is necessary off-road wheel and high performance steering mechanism to adapt on various configuration of the ground. In this paper, design factors are studied to affect to steering radius such as inclination angle of a king-bolt, distance of a wheel axle, and rolling angle of a deck plate. A steering system is adhered to inclination face of the deck plate. And, inclination angle is existed between the king-bolt and the flat face of the deck plate. Therefore, the wheel axle of the steering system can be steered by control of the rolling angle of the deck plate.

볼트 균열 홀을 갖는 알루미늄 6061-T6 합금의 패치 본딩 보수/보강 부위에 대한 파괴역학적 해석에 관한 연구 (The failure analysis of patch bonded repair on Al 6061-T6 alloy structures with cracked bolt hole)

  • 윤영기;김국기;박종준;윤희석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.148-152
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    • 2000
  • The aluminum alloy 6061-T6 has been successfully used in structural applications especially the pressure vessel of the Advanced Neutron Source research reactor. And aluminum alloys, including 6061-T6, have a face-centered-cubic crystals structure. Under normal circumstances face-centered-cubic crystal structures do not exhibit cleavage fractures even at very lo9w temperatures. In aluminum-based structures, plates frequently find use as connecting links. Mechanical fasteners are often utilized in instances where ease of application, familiarity with fabrication processes, and severe dynamic loading are of concern. Plates frequently find use as connecting elements in structures built from aluminum alloys. Many structural elements employ mechanical fasteners. Twenty and twenty aluminum alloy 6061-T6 plates, representing four different bolt patterns, were mechanically deformed. And variable materials such as A1 6061-T6, Al 2024-T3, Carbon/Epoxy, Glass/Epoxy Composite and Woven fiber composite, are used as patch materials. From this experiment, it has been shown that the strength of patch-repaired specimens is different with the patch materials.

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Analytical behavior of longitudinal face dowels based on an innovative interpretation of the ground response curve method

  • Rahimpour, Nima;Omran, Morteza MohammadAlinejad;Moghaddam, Amir Bazrafshan
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제30권4호
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    • pp.363-372
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    • 2022
  • One of the most frequent issues in tunnel excavation is the collapse of rock blocks and the dropping of rock fragments from the tunnel face. The tunnel face can be reinforced using a number of techniques. One of the most popular and affordable solutions is the use of face longitudinal dowels, which has benefits including high strength, flexibility, and ease of cutting. In order to examine the reinforced face, this work shows the longitudinal deformation profile and ground response curve for a tunnel face. This approach is based on assumptions made during the analysis phase of problem solving. By knowing the tunnel face response and dowel behavior, the interaction of two elements can be solved. The rock element equation derived from the rock bolt method is combined with the dowel differential equation to solve the reinforced ground response curve (GRC). With a straightforward and accurate analytical equation, the new differential equation produces the reinforced displacement of the tunnel face at each stage of excavation. With simple equations and a less involved computational process, this approach offers quick and accurate solutions. The FLAC3D simulation has been compared with the suggested analytical approach. A logical error is apparent from the discrepancies between the two solutions. Each component of the equation's effect has also been described.

Finite element simulations on the ultimate response of extended stiffened end-plate joints

  • Tartaglia, Roberto;D'Aniello, Mario;Zimbru, Mariana;Landolfo, Raffaele
    • Steel and Composite Structures
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    • 제27권6호
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    • pp.727-745
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    • 2018
  • The design criteria and the corresponding performance levels characterize the response of extended stiffened end-plate beam-to-column joints. In order to guarantee a ductile behavior, hierarchy criteria should be adopted to enforce the plastic deformations in the ductile components of the joint. However, the effectiveness of thesecriteria can be impaired if the actual resistance of the end-plate material largely differs from the design value due to the potential activation of brittle failure modes of the bolt rows (e.g., occurrence of failure mode 3 in the place of mode 1 per bolt row). Also the number and the position of bolt rows directly affect the joint response. The presence of a bolt row in the center of the connection does not improve the strength of the joint under both gravity, wind and seismic loading, but it can modify the damage pattern of ductile connections, reducing the gap opening between the end-plate and the column face. On the other hand, the presence of a central bolt row can influence the capacity of the joint to resist the catenary actions developing under a column loss scenario, thus improving the joint robustness. Aiming at investigating the influence of these features on both the cyclic behavior and the response under column loss, a wide range of finite element analyses (FEAs) were performed and the main results are described and discussed in this paper.