To utilize wind resources effectively around buildings in urban area, the magnitudes of wind velocity and turbulence intensity are important, which means the need of the information about the relationship between the magnitude of wind velocity and that of fluctuating wind velocity. In the paper, wind-tunnel experiments were performed to provide the information about Characteristic of Wind flow around buildings with the spanwise distance and the side ratio of buildings as variables. For a single building with the side ratios of one and two, the average velocity ratio was 1.4 and the velocity standard deviation ratio ranged from 1.4 to 2.6 at the height of 0.02m at the corner of the windward side, in which flow separation occurred. For twin buildings with the side ratios of one and two, the velocity ratio ranged from 2 to 2.5 as the spanwise distance varied at the height of 0.02m, and the velocity standard deviation ratio varied near 1.25. For twin buildings with the side ratios of one and two, the maximum velocity ratio was 1.75 at the height of 0.6m, and the maximum velocity standard deviation ratio was 2.1. It was also found from the results of CFD analysis and wind-tunnel experiments that for twin buildings with the side ratios of one and two, the difference between the velocity ratio of CFD analysis and that of wind-tunnel experiments at streamwise distances was near 0.75.
본 연구에서는 필러 폭과 모형재료의 강도가 서로 다른 등방성 및 이방성 암반 내 쌍굴터널의 모형실험을 통해 얻어진 터널의 변형과 필러부 균열이 발생한 이축압력 자료를 이용하여 터널 간 이격거리, 지반 강도, 등방성 및 이방성이 터널 안정성에 미치는 영향을 알아보았다. 모형재료의 일축압축강도에 대한 균열개시압력의 백분율을 균열개시압력비율이라고 정의할 경우, 강도가 큰 지반에 시공되는 쌍굴터널은 강도가 작은 지반에 비하여 균열개시압력 값은 크지만, 균열개시압력비율은 작게 나타났다. 이에 비해 필러 폭이 큰 쌍굴터널은 필러 폭이 작은 경우에 비하여 균열개시압력 값이 클 뿐 아니라 균열개시압력비율도 크게 나타나, 필러 폭은 쌍굴터널 안정성에 영향을 미치는 주된 요소로 판단된다. 지반의 등방성과 이방성 여부도 터널 안정성에 영향을 미쳤는데, 이방성 모형은 등방성 모형에 비해 균열개시압력과 균열개시압력비율이 작을 뿐 아니라 필러부에 존재한 기존 불연속면을 따라 균열이 발생하였다.
본 연구에서는 일정한 방향의 층리가 발달한 퇴적암에 굴착된 지하철 병설터널을 모델링하여 축소모형 실험을 실시하였다. 연구대상 터널의 규격은 6.2 m×6.8 m이고 필러 폭은 4 m이다. 차원해석을 통해 현장암석에 적합한 모형재료를 선정하였고, 이를 사용하여 이방성 모형시험체를 제작하였으며 이축압축시험을 통해 터널의 파괴 및 변형거동을 알아보았다. 모형시험체에 하중을 증가시킴에 따라 필러의 중앙부에서 병설터널 사이를 가로지르는 최초의 균열이 발생하였고, 터널 천정부와 바닥부에서도 점차 파괴가 진행되었다. 필러부의 모든 균열은 기존의 층리면을 따라 발생하여 암반의 층리면이 필러 파괴의 주요 원인으로 나타났다. 또한, FLAC의 유비쿼터스 절리모델을 사용하여 실험 조건에 대한 수치해석을 실시함으로써 실험의 결과를 검증해 보았다. 여기서 얻어진 소성영역의 분포경향은 모형실험의 결과와 대체로 부합하여 실험의 신뢰성을 확인하였다.
한국지반공학회 1990년도 PROCEEDINGS OF THE FIRST KOREA-JAPAN JOINT GEOTECHNICAL SEMINAR ON EXCAVATION and TUNNELING IN URBAN AREAS
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pp.25-34
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1990
For the construction of twin single track subway tunnels by NATM within close proximity of existing vehicle underpass in the highly congested area of downtown Seoul, finite element analyses were performed to evaluate the ground responses during tunnelling and also the stability and safety of the underpass structure and subway tunnels. Results of the analyses indicated the need to improve the soil beneath the underpass, and pre-grouting was carried out prior to the tunnel excavation. During tunnel construction field measurement program was implemented to confirm the results of anslyses and to control the tunnel construction procedures, thus ensuring stability of the existing structres.
With a newly developed multi-force-balance system(MFB), a twin-tower structure was studied for its wind-induced responses. The MFB system allowed the twin towers, which were linked structurally, to be treated as a single structural system with its corresponding modes of vibration involving coupled motions of the two towers. The towers were also studied using a more conventional force balance approach in which each tower was treated as an isolated structure, i.e., as though no structural link existed. Comparison of the results reveals how the wind loads between the towers are redistributed through the structural links and the modal couplings. The results suggest that although the structural links usually have beneficial impacts on wind-induced response, they may also play a negative role if the frequency ratios of pair modes are near 1.0.
The aim of this paper is to investigate stress analysis of semi-infinite soils consisting of two layers with twin rectangular tunnels under static loads. The region close to the ground surface and tunnel modelled within finite elements. In order to use a more realistic model, the far region is modelled within infinite elements. The material model of the layered soil is considered as elastic and isotropic. In the finite element solution of the problem, two dimensional (2D) plane solid elements are used with sixteen-nodes rectangular finite and eight-nodes infinite shapes. Finite and infinite elements are ordered to be suitable for the tunnel and the soils. The governing equations of the problem are obtained by using the virtual work principle. In the numerical process, the five-point Gauss rule is used for the calculation of the integrations. In order to validate using methods, comparison studies are performed. In the numerical results, the stress distributions of the two layered soils containing twin rectangular tunnels presented. In the presented results, effects of the location of the tunnels on the stress distributions along soil depth are obtained and discussed in detail. The obtained results show that the locations of the tunnels are very effective on the stress distribution on the soils.
The $\varphi{4.5}$ meters pilot tunneling work is almost done to the $\varphi{11.3}$ meters twin tunnel of NAM SAN No1. The south side pit of 400 meters is weak zone of Rock status, so client request us to allow the cautious blasting pattern for drilling on the condition of 0.2 kine vibration allowance limited for the safety of side running tunnel. The pattern of cautious blasting carried out by 6 time divided fiving on the round drilling depth of 1.20 meters(1.10) and also applied control blasting method with line drilling due to the reduction of vibration.
Concentrated stresses due to the tunnel excavation easily cause failure around opening in the soft rock mass layer. Thus, while excavatng tunnel in the soft rock mass layerm it is very important to predict the possibility of failure or yielding zones around tunnel boundary. There are two typical methods to predict these; 1) the analysis of field monioring data and 2) numerical analysis. In this study, it was attempted to describe the time-dependent or progressive rock mass manner due to the continuous failure and fracturing caused by surrounding underground openings using the second method. In order to apply the effects of progressive failure underground, an iterative technique was used with the Hoek and Brown rock mass failure theory. By developing and simulating, three different shapes of twin tunnels, this research simulated and estimated the proper size of critical pillar width between tunnels, distributed stresses on the tunnel sides, and convergences of tunnel crowns. Moreover, results out progressive failure technique based on the Hoek and Brown theory were compared with the results out of Mohr-Coulomb theory.
본 연구에서는 트윈박스 단면인 이순신대교의 레이놀즈수 변화에 따른 공기력의 영향을 살펴보는데 그 목적이 있다. 이를 위하여 1/30 대축척 모형을 제작하여 공군사관학교 아음속 중형 풍동에서 최대 풍속 70m/s까지 풍속을 증가시켜가면서 공기력을 측정하여, 전북대학교 소형풍동에서 수행한 저레이놀즈수 풍동실험 결과와 비교하였다. 본 연구 대상 교량 단면은 레이놀즈수의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 고레이놀즈수 실험 결과 기존 저레이놀즈수 실험보다 항력계수는 약 23%정도 낮은 수준인걸로 나타났다. 또한 경계층 촉진장치를 효과적으로 이용하면 기존의 저레이놀즈수 풍동실험 조건에서 고레이놀즈수 모사 실험이 가능한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 사암과 셰일이 교대로 반복되는 호층 지질구조를 가진 암반에서 복공이 설치되어 운영중인 기존 터널의 인근에 단면 형태가 다른 신설 터널을 건설할 경우, 신설 터널의 시공중 안정성을 검토하기 위하여 축소모형실험을 실시하였다. 이러한 비대칭 쌍굴터널에서 터널간 이격거리와 하중조건이 서로 다른 네가지 모형을 제작하였고 실험을 통해 모형별 균열개시압력과 변형거동을 조사하였다. 터널간 이격거리가 0.5D인 모형의 경우 필라에서 발생한 균열은 모두 호층 지질구조상 지층 경계면에서 발생하였고 지층간 전단변위가 필라 피괴의 중요한 인자로 작용하였다. 터널간 이격거리가 작은 모형일수록 낮은 압력수준에서 균열이 발생할 뿐 아니라 같은 압력 수준에서 터널의 내공변형량은 더 크게 나타나 터널의 안정성이 상대적으로 작은 것으로 평가되었다. 또한 하중조건을 달리한 경우에는 측압계수가 1.0일 때 터널 안정성이 우수한 것으로 나타났으며, FLAC을 사용한 수치해석 결과는 모형실험의 결과와 정성적으로 부합하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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