터널 배수관 스케일의 미끄럼 저항의 감소를 위한 압전필름의 진동 활용 Application of Vibrational Energy from Flexible Transducer to Reduce Frictional Resistance of Sediments on Tunnel Drainage원문보기
배수재 폐색 등으로 인한 터널의 배수시스템의 성능저하가 발생한다면 배수재 내의 잔류수압을 크게 증가시켜 터널 구조물의 장기적 안정성을 위협할 수 있다. 흙과 배수재가 접한 경계면에서는 물과 지반에서 유실된 미세입자의 흐름에 의해 물리/화학적 폐색현상들이 발생하고, 이로 인한 배수시스템의 열화현상이 나타나 터널 구조물의 잔류수압을 촉진시킨다. 이러한 잔류 수압 증가로 인한 터널 구조물의 안정성 문제를 해결하기 위하여 폐색 문제를 위한 다양한 연구와 아이디어가 개발되어 적용되고 있다. 특히 친환경적이며 경제적인 진동에 대한 폐색 감소에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있는데, 본 연구에서는 주로 마이크와 스피커에 적용되는 ...
배수재 폐색 등으로 인한 터널의 배수시스템의 성능저하가 발생한다면 배수재 내의 잔류수압을 크게 증가시켜 터널 구조물의 장기적 안정성을 위협할 수 있다. 흙과 배수재가 접한 경계면에서는 물과 지반에서 유실된 미세입자의 흐름에 의해 물리/화학적 폐색현상들이 발생하고, 이로 인한 배수시스템의 열화현상이 나타나 터널 구조물의 잔류수압을 촉진시킨다. 이러한 잔류 수압 증가로 인한 터널 구조물의 안정성 문제를 해결하기 위하여 폐색 문제를 위한 다양한 연구와 아이디어가 개발되어 적용되고 있다. 특히 친환경적이며 경제적인 진동에 대한 폐색 감소에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있는데, 본 연구에서는 주로 마이크와 스피커에 적용되는 압전필름의 진동에너지를 활용하여, 터널 배수시스템의 폐색현상을 최소화 시키는 시스템을 고찰하고, 압전필름 자체를 기존 배수재와 융합, 응용, 활용할 수 있는 창의적인 배수시스템 개발에 관하여 연구하였다. 압전필름에 작용하는 진동의 최적 주파수를 찾고 진동을 가하지 않았을 때보다 점토슬러리의 유동성이 커지는 것을 알 수 있었으며, 백태의 주성분인 탄산칼슘과 시멘트를 혼합하여 임의의 백태를 조성하여 일정기간 양생한 다음 전단저항을 측정한 결과 역시 진동을 가하지 않았을 때보다 효과가 좋은 것으로 나타났다. 더 나아가 현장에서 쓰이는 배수파이프와 동일한 크기의 파이프에 3D프린터를 활용하여 파이프 곡률에 맞는 몰드를 제작해 백태를 양생시켜 미끄럼 저항 감소에 대하여 확인하는 연구를 진행하였으며, 압전필름 신호발생기와 증폭기를 일체화하여 포터블 시스템을 구축하여 현장적용이 가능할 수 있음에 대하여서도 확인하였다.
배수재 폐색 등으로 인한 터널의 배수시스템의 성능저하가 발생한다면 배수재 내의 잔류수압을 크게 증가시켜 터널 구조물의 장기적 안정성을 위협할 수 있다. 흙과 배수재가 접한 경계면에서는 물과 지반에서 유실된 미세입자의 흐름에 의해 물리/화학적 폐색현상들이 발생하고, 이로 인한 배수시스템의 열화현상이 나타나 터널 구조물의 잔류수압을 촉진시킨다. 이러한 잔류 수압 증가로 인한 터널 구조물의 안정성 문제를 해결하기 위하여 폐색 문제를 위한 다양한 연구와 아이디어가 개발되어 적용되고 있다. 특히 친환경적이며 경제적인 진동에 대한 폐색 감소에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있는데, 본 연구에서는 주로 마이크와 스피커에 적용되는 압전필름의 진동에너지를 활용하여, 터널 배수시스템의 폐색현상을 최소화 시키는 시스템을 고찰하고, 압전필름 자체를 기존 배수재와 융합, 응용, 활용할 수 있는 창의적인 배수시스템 개발에 관하여 연구하였다. 압전필름에 작용하는 진동의 최적 주파수를 찾고 진동을 가하지 않았을 때보다 점토슬러리의 유동성이 커지는 것을 알 수 있었으며, 백태의 주성분인 탄산칼슘과 시멘트를 혼합하여 임의의 백태를 조성하여 일정기간 양생한 다음 전단저항을 측정한 결과 역시 진동을 가하지 않았을 때보다 효과가 좋은 것으로 나타났다. 더 나아가 현장에서 쓰이는 배수파이프와 동일한 크기의 파이프에 3D프린터를 활용하여 파이프 곡률에 맞는 몰드를 제작해 백태를 양생시켜 미끄럼 저항 감소에 대하여 확인하는 연구를 진행하였으며, 압전필름 신호발생기와 증폭기를 일체화하여 포터블 시스템을 구축하여 현장적용이 가능할 수 있음에 대하여서도 확인하였다.
If the performance of tunnel drainage systems are degraded due to the clogging etc. of drainage materials, this can result in an increase in the residual water pressure within the drainer and threaten the long-term stability of the tunnel structures. At the boundary region where soil and the drainer...
If the performance of tunnel drainage systems are degraded due to the clogging etc. of drainage materials, this can result in an increase in the residual water pressure within the drainer and threaten the long-term stability of the tunnel structures. At the boundary region where soil and the drainer come into contact, both physical and also chemical clogging occurs due to the fine particles that are swept in from the water and the ground which causes degradation of the drainage system and also an increase in the residual water pressure of the tunnel structure. There have been many research studies conducted and ideas implemented to address this problem related to the possible instability of the tunnel structure caused by this increase in residual water pressure and to solve the issue of clogging. Various research studies related to decreasing the clogging of environmentally friendly and economic vibration have been conducted and this research study examined systems that minimize the clogging effect of tunnel drainage systems by applying the vibrational energy of the PVDF Film that is mostly used in microphones and speakers while also conducting research on developing creative drainage systems that enabled the actual PVDF Film itself to be integrated, applied and utilized with previous drainers. Through this research study the optimal vibrational frequency operating on the PVDF Film was derived and it was possible to confirm that the liquidity of the clay slurry increased in comparison to when no vibration was applied and it was also possible to confirm that the measured shear resistance of efflorescence randomly mixed with main ingredients including calcium carbonate and cement and cured for a ceratin duration of time was also more effective and performed better when no vibrations were applied. This research study also examined the reduction in frictional resistance by curing efflorescence using a pipe mold printed using a 3D printer with the correct pipe curvature and identical physical dimensions to the drainage pipe used on site, and by integrating the signal generator and amplifier of the PVDF Film, a portable system was implemented to confirm whether or not on site application would be possible.
If the performance of tunnel drainage systems are degraded due to the clogging etc. of drainage materials, this can result in an increase in the residual water pressure within the drainer and threaten the long-term stability of the tunnel structures. At the boundary region where soil and the drainer come into contact, both physical and also chemical clogging occurs due to the fine particles that are swept in from the water and the ground which causes degradation of the drainage system and also an increase in the residual water pressure of the tunnel structure. There have been many research studies conducted and ideas implemented to address this problem related to the possible instability of the tunnel structure caused by this increase in residual water pressure and to solve the issue of clogging. Various research studies related to decreasing the clogging of environmentally friendly and economic vibration have been conducted and this research study examined systems that minimize the clogging effect of tunnel drainage systems by applying the vibrational energy of the PVDF Film that is mostly used in microphones and speakers while also conducting research on developing creative drainage systems that enabled the actual PVDF Film itself to be integrated, applied and utilized with previous drainers. Through this research study the optimal vibrational frequency operating on the PVDF Film was derived and it was possible to confirm that the liquidity of the clay slurry increased in comparison to when no vibration was applied and it was also possible to confirm that the measured shear resistance of efflorescence randomly mixed with main ingredients including calcium carbonate and cement and cured for a ceratin duration of time was also more effective and performed better when no vibrations were applied. This research study also examined the reduction in frictional resistance by curing efflorescence using a pipe mold printed using a 3D printer with the correct pipe curvature and identical physical dimensions to the drainage pipe used on site, and by integrating the signal generator and amplifier of the PVDF Film, a portable system was implemented to confirm whether or not on site application would be possible.
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