초록 ▼

● 재래철도 소단면 단선터널에 대한 승객 이명감 기준 (안) 마련
● 재래철도 소단면 터널에서의 승객 이명감과 터널내의 풍압변동, 열차풍 수치해석
● 터널내 열차편성별 시험기 개조개발[열차편성시험기 설계/개조개발]
- 한국형 터널주행 열차편성시험기 설계 및 개발
● 기존터널내 통풍공 최적설계를 위한 운행속도에 따른 1/60축척 열차주행시험(Moving Model Test) 및 컴퓨터 시뮬레이션 (기본설계): 호남선 및 경부선
- 제3종, 제4종 0.25 km급, 0.5 km급, 0.75 km급 터널에 대한

● 재래철도 소단면 단선터널에 대한 승객 이명감 기준 (안) 마련
● 재래철도 소단면 터널에서의 승객 이명감과 터널내의 풍압변동, 열차풍 수치해석
● 터널내 열차편성별 시험기 개조개발[열차편성시험기 설계/개조개발]
- 한국형 터널주행 열차편성시험기 설계 및 개발
● 기존터널내 통풍공 최적설계를 위한 운행속도에 따른 1/60축척 열차주행시험(Moving Model Test) 및 컴퓨터 시뮬레이션 (기본설계): 호남선 및 경부선
- 제3종, 제4종 0.25 km급, 0.5 km급, 0.75 km급 터널에 대한 열차 진입 속도별 터널내 압력분포 1/60축척 주행시험과 수치해석 비교/분석 수행 (4 ~ 5 량 1편성)
- 제3종, 제4종 0.25 km급, 0.5 km급, 0.75 km급 터널에 대한 1/60축척 주행시험에 의한 통풍공 터널 시스템 기본설계 수행: 열차 진입속도 110 km/h ~ 180 km/h
- 통풍공(Air-Shaft)의 직경별/간격별/높이별 터널내 압력경감 및 터널출구 미기압파 저감성능 규명
● 소단면 0.25 km급, 0.5 km급, 0.75 km급 상/하행 터널에 대한 압력경감 덕트의 풍압변동 저감성능 분석/개발: 열차 진입속도 110 km/h ~ 180 km/h (4 ~ 5 량 1편성)
- 압력경감 덕트의 직경별/간격별/높이별 터널내 압력경감 저감 성능 규명
● 소단면 0.25 km급, 0.5 km급, 0.75 km급 상/하행 터널에 대한 압력경감 덕트의 미기압파 저감성능 분석/개발: 열차 진입속도 110 km/h ~ 180 km/h
- 압력경감 덕트의 직경별/간격별/높이별 터널출구 미기압파 저감 성능 규명
- 통풍공(Air-Shaft)의 압력경감 성능 규명 (서울대 정밀연 위탁연구 수행)
: 2차원 비정상 유동해석을 통하여 수직형 통풍공과 관절형 통풍공 독립모델의 압력경감 성능 파악, 통풍공 직경별 압력경감 성능 파악(시험데이터를 통풍공 해석 입구조건으로 함)
- 통풍공(Air-Shaft)의 환기 성능 규명 (환기량 분석)
● 통풍공 (Air-Shaft)을 포함한 터널유동의 수치해석 및 압력경감 최적설계 (서울대 위탁연구 수행)
- wave모델과 2방정식 난류모델을 채택한 multi-block RANS코드를 이용해 터널의 위치와 간격에 따른 압력경감 성능의 변화에 대한 수치실험 수행
- 실험과의 비교를 통한 계산 결과의 검증
- 통풍공을 포함한 터널 전체 계산에서 얻어진 통풍공 입구의 데이터를 이용해 수직형 통풍공과 관절형 통풍공 독립모델의 압력경감 성능 비교
● 소단면 수직구에 대한 국내외 설계 및 시공기술 현황을 파악
: 관련 연구논문, 기술력, 설계자료 등의 문헌고찰을 통하여 수직구 건설의 현 기술 수준을 파악한다. 또한 수직구 건설 관련 사례의 조사?분석을 통하여 현 시점에서 필요한 요소기술 개발 분야를 선정하고 핵심적으로 필요한 장비 개발 분야를 선정한다. 그리고 선정된 수직구에서 시험 시공 및 계측을 수행하기 위하여 기존에 국내?외에서 수직구 시공 중 및 완공 후의 계측 자료, 수직구 시공상의 문제점, 수직구 굴착 과정상의 보강 공법 등 시험시공에 필요한 자료 조사를 수집하여 참조한다.
● 최적의 굴착공법 및 본선 연결방식 결정
: 광산, 양수발전소, 도로터널, 철도터널, 지하철터널, 통신구터널 등 다양한 분야의 수직구 시공 사례를 수집?분석하고 공법선정에서의 문제점, 설계/시공에서의 문제점을 파악하여 통풍공 수직구에 적합한 굴착공법선정(안)을 제시한다. 또한 현 시점에서 고속철도가 건설되지 않는 경부선 내 대구～부산간 터널이 본 연구가 적용될 수 있는 최적의 지역이라 판단하고, 이 구간내의 철도터널의 제원, 특성, 지형, 지질적 요소 등을 파악하여 환경친화적인 시공을 고려한 최적의 굴착방식(본선연결방식)(안)을 제시한다.
● 본선 접속부분의 기하학적 구조에 대한 역학적 거동 규명 및 적정 보강공법(안) 제시
: 현재 국내, 일본 및 여러 국가에서 터널, 사면, 굴착, 댐 등의 해석에 많이 사용하는 유한요소 프로그램 sigma-3D를 사용하여, 본 연구과제의 특징인 기존 운행중인 철도터널을 대상으로 시공하는 개념인 만큼 새로 굴착하는 부분에 대한 안정성 검토보다는 기존 구조물에 대한 안정성 검토 위주로 해석을 수행한다. 해석에 사용하는 입력정수들은 지반자료 조사를 최대한 근거로 하며, 실제 시공시의 굴착공정을 모사 한다. 단선(소단면) 및 복선(대단면) 2가지 경우의 이격거리, 라이닝 모델 종류, 해석모델의 상부해석 영역의 변화, 상부지형 영향 등의 다각적인 매개변수 해석을 수행하고, 단선(소단면) 및 복선(대단면)에서의 응력수준 및 분포경향 등 해석 결과를 제시한다.
● 연약지반구간에서의 유도공내 국부지반 보강공법 개발 및 설계
: RBM장비를 이용하여 수직구 굴착시 문제가 되었던 연약지반 처리를 위한 지반보강 장비 개발을 위해서 기존에 사용되는 지수 및 지반보강을 위한 보조공법을 조사하여 기초자료로 활용하여 연약지반 구간 유도공내 국부지반 보강공법을 개발한다.
● 라이닝 재질, 설치공법 등의 Prototype 라이닝의 설계 및 제작
: 본 연구의 통풍공 수직구의 경우 대부분 소단면 영구구조물 개념으로 설계되므로, 국내에서는 아직 이런 경우의 시공실적이 부재하여 주지보재 및 라이닝의 설계 개념 및 설계(안) 제시하고 소단면 통풍공 수직구에 적합한 다양한 종류의 라이닝을 제작하여 실내 시험을 통하여 타당성을 제시한다.
● 수직구 시험 시공 현장 섭외 및 시공 타당성 검토
: 기존 운행중인 철도터널에서의 시험시공 가능성을 우선 타진해 보고 서비스 문제 등 으로 불가능할 경우 현재 운행수가 적은 지선 혹은 폐선철도터널을 대상으로 철도청 및 관련기관과 협의하여 몇 곳의 시험시공 현장을 섭외하고, 주변환경조사 및 지반조사를 실시하여 가장 적합한 시험시공 장소를 검토한다.
● 시험시공을 통한 요소기술 연구
: 굴착공법의 타당성을 검증하기 위한 시험시공을 수행하며, 궁극적으로 국내 재래철도의 속도향상을 위한 사업 시행시 본 연구결과를 직접 적용할 수 있도록 한다.
(a) 시험시공 현장의 굴진율 산정 및 분석 그리고 현장계측(변위 측정, 응력 측정)을 실시한다.
(b) 공무관련 사항, 즉 공사비 산정, 공사 기간, 소요 인력, 장비 운송, 시공 문제점 등을 평가한다.
● 시제품의 적용 가능성 분석
: 현장 시험을 통하여 국부지반 보강 장비의 시공성, 경제성, 보강효과에 대한 시공 타당성을 검토하여 추후 RBM 공사 및 관련 분야에서의 활용성을 검토한다.
● 통풍공 수직구로 인한 환기 효과 분석
: 본 연구의 주된 목적은 공기압력 저감을 위한 통풍공 설치이지만 통풍공 수직구의 설치로 인하여 부수적으로 발생될 수 있는 터널 내 환기효과를 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 검토한다.

Abstract ▼

The final objective of the present is to perform the technology development for air-shaft tunnel system in order to minimize the cross-sectional area of railway tunnel or to achieve the speed-up of train for small bore tunnel on conventional line.
When a train enters to a tunnel as high speed, th

The final objective of the present is to perform the technology development for air-shaft tunnel system in order to minimize the cross-sectional area of railway tunnel or to achieve the speed-up of train for small bore tunnel on conventional line.
When a train enters to a tunnel as high speed, the passengers of cabin experience an ear-discomfort as the effect of the pressure fluctuations induced by a train entry. A countermeasure for reducing the pressure fluctuations is to install the air-shafts in tunnel or the pressure relief ducts in twin bore tunnel as convenient and cost-down solution without enlarging the bore.
Currently, on Korean conventional line, the tunnels consisted of 5 % of 445.5 km total length on Seoul-Pusan line and 3 % of 256.3 km total length on Seoul-Mokpo line. The curve radius of these lines is small, and the tunnels are not many because these low-speed lines were constructed before 1960 years.
But, upon the network plan of new branch line for the speed-up operation to 180 km/h, tunnels will be more increased up to 10 % ~ 30%. For the purpose of speed-up on conventional line, we could consider that the adoption of the tilting train and the construction of new line possible to enlarge the curvature of railway line.
It is well known that the cost of tunnel construction is more diminished when the cross-sectional areas of tunnel is more smaller [UIC-code 779-11]. In the addition of the optimum bore design considered the countermeasures of ear-discomfort for passengers in tunnel on high-speed railway line, the tunnel which applied air-shafts or pressure relief ducts is more effective for reducing the ear-discomfort of passengers. This method of aerodynamic design could minimize the cost of construction by means of the mechanical machine to penetrate easily the air-shafts of small bore.
In the present study, the moving model rig of 1:61 reduced scale possible to test up to the tunnel of 1 km length in full scale was redeveloped recently with more extended specifications. The main characteristics of the present facility with air-gun type are that the train model is guided on an one-wire system from the compressed air launcher to the sock-absorber parts of test facility. The wire guidance hole is at the axial center of a train model. In the present test rig, after the train model was launched, the air jet generated by the driver did not enter to the tunnel model inside.
This test rig has been used for countermeasure developments for reducing the showed the speed-up effects of about 33.4 km/h for single-track tunnel of small bore 28 $m^2$. This result is the same effect that it is more enlarged 50 % for the cross sectional area of tunnel. Also, according to the results for the micro-pressure waves radiating towards the surroundings from the tunnel exit, the maximum value of micro pressure wave is reduced by 60.4 %.
Also, the numerical simulation of the flow inside the tunnel with air-shaft is performed with a simple wave model instead of actually modeling the train so that great reduction in CPU time is achieved. The results show good agreements with the experiments. The reduction in pressure difference is occurred by the interaction between the compression wave traveling the tunnel and reflected expansion wave from the air-shaft. A quantitative evaluation of the ventilation effect due to air-shaft is also performed.
Based on the necessities of construction of small-diameter air-shaft in future, in chapter 4, the design and construction technologies for air-shaft are developed. Firstly, previous designs and constructions of air-shaft are reviewed.
Excavation methods are reviewed and classified, then the problems on previous design are suggested. Secondly, several design technologies for air-shaft are developed and suggested. General considerations on design for air-shaft are reviewed and connection methods of air-shaft to existing tunnel within Seoul-Busan railway line are suggested for expected construction of air-shaft.
Thirdly, several mechanized tunnelling technologies for air-shaft are developed and suggested. Mechanical behavior of air-shaft and existing tunnel is investigated by numerical approach. For necessities, ground stabilization equipment for large-diameter air-shaft is developed and the applicability is tested. For future design of air-shaft, lining system for small-diameter air-shaft is suggested. Fourthly, to confirm and investigate the behavior of air-shaft, prototype air-shaft is constructed. Geotechnical characterization is conducted by boring and rock cores are tested in the laboratory. Fifthly, field monitoring and numerical analysis of prototype air-shaft are conducted. Results of field monitoring are compared with numerical results. Sixthly, based on the results of prototype air-shaft construction, advance efficiency of RBM is evaluated.
Utilization, down time, net penetration rate and advance rate of RBM are evaluated and compared, and then relation of advance efficiency and geotechnical parameters is studied. Finally, ventilation efficiency by air-shaft is investigated by numerical approach. Ventilation efficiency according to shaft size and location is studied.

목차 Contents

• 표지...1
• 제 출 문...3
• 요 약 문...5
• SUMMARY...15
• 목 차...17
• 제 1 장 서 론...28
• 제 1 절 연구개발의 필요성...28
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위...32
• 1. 연구개발의 최종목표...32
• 2. 연구목표 및 내용...32
• 가. 연구목표...33
• 나. 연구내용 및 범위...33
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...37
• 제 1 절 국내 기술개발 현황...37
• 제 2 절 국외 기술개발 현황...38
• 1. 터널 단면적 증가방법...39
• 2. 터널 입출구 양단에 나팔형상의 터널 단면적 변화방법...39
• 3. 통풍공 터널 방법...39
• 제 3 절 기술동향 분석 결론...43
• 제 3 장 재래철도 터널에서 통풍공(Air-Shaft)을 적용한 공기역학 설계기술 개발...45
• 제 1 절 경부선, 호남선 재래터널 단/복선 단면적, 윤변길이 현황조사...45
• 제 2 절 기존선 경부선, 호남선의 철도승객 이명감 기준 선택...53
• 1. 각국의 승객 이명감 기준...53
• 2. 기준에 대한 사례선택 - 비기밀차량...54
• 3. 극한조건의 기준 - 복선터널...55
• 4. 평상조건의 기준 - 단선터널...56
• 5. 기존선의 경부선과 호남선 단선터널의 이명감 기준...57
• 6. 경부선 대구-부산 구간 터널 토피고 조사분석...57
• 제 3 절 재래철도 소단면 터널에서의 승객 이명감과 터널내의 풍압변동 해석 결과...60
• 1. 기술 검토 필요성...60
• 2. 기술검토 내용...61
• 3. 터널내 열차풍에 의한 안전해석 결과...69
• 제 4 절 통풍공 독립모델의 풍압경감 성능 수치해석 결과...70
• 1. 연구개요...70
• 2. 수치기법의 개발 및 검증...71
• 가. 지배방정식...71
• 나. 시간전진기법...73
• 다. 공간차분기법...74
• 라. 수렴가속기법...75
• 마. 경계조건...75
• 3. 1차원 비정상 Euler Solver를 이용한 통풍공 내부유동 해석...78
• 가. 입구속도장 예측...78
• 나. 내부유동장 해석...79
• 다. 결론 및 고찰...82
• 4. 통풍공을 포함한 2차원 터널의 비정상 RANS 해석...82
• 가. 압축파 계산을 위한 차분기법의 결정...84
• 나. 통풍공이 없는 소단면 터널에서의 승객이명감과 터널내의 풍압변동...85
• 다. 통풍공 및 공동이 있는 경우의 터널 내부 압력분포의 시간적 변화...86
• 5. 1차년도의 연구성과 및 문제점...93
• 6. 압축파 파동모형 해석...94
• 7. 통풍공이 없는 터널에 대한 파동모형 해석결과...98
• 가. 1차원 비점성 계산...98
• 나. 2차원 비점성 계산과 점성 계산의 비교...103
• 8. 통풍공이 있는 경우와 내부 압력장 예측...104
• 가. 계산격자 및 유동조건...104
• 나. 내부압력장 예측 결과...115
• 다. 통풍공의 유무에 따른 내부 압력장 비교...119
• 라. 직경에 따른 터널 내 압력변동...111
• 9. 통풍공에 의한 터널 내 환기효과 해석...113
• 가. 계산격자 및 유동조건...113
• 나. 순간유동장의 정성적 관찰...115
• 다. 통풍공 유량의 정량적 측정...119
• 10. 요약 및 결론...121
• 제 5 절 다량 1편성 터널주행 열차모형 시험기 개조개발 결과...123
• 1. 다량 1편성 시험기 개조개발 배경 및 내용...123
• 2. 신규 다량1편성 터널주행 열차모형 시험기 개조개발 결과...125
• 3. 다량1편성 시험기 성능검증 결과...134
• 4. 시험기 성능검증 결론...138
• 제 6 절 1/61축척의 통풍공 터널(4량1편성 열차모델) 시험개발 결과...139
• 1. 소단면 터널모델과 새마을호 열차모델의 실험결과와 수치해석 결과의 비교...140
• 2. 통풍공 개수에 따른 터널내 풍압변동 저감효과...143
• 3. 수직 통풍공 높이변화에 따른 터널내 풍압변동 저감효과...155
• 4. 수직 통풍공 내경변화에 따른 터널내 풍압변동 저감효과...166
• 5. 수직 통풍공 적용시 터널출구 미기압파 저감효과...176
• 제 7 절 1/61축척 통풍공 터널 길이, 통풍공 제원, 열차 편성 변화에 대한 시험 결과...179
• 1. 소단면 터널모델과 새마을호 열차모델의 실험결과와 수치해석 결과의 비교...179
• 가. 0.50 km급 터널에 대한 검증...181
• 나. 0.25 km급 터널에 대한 검증...184
• 2. 터널 연장, 통풍공 배열, 통풍공, 개수에 따른 터널내 풍압변동과 미기압파 저감효과...186
• 가. 0.75 km급 터널에 대한 실험 및 통풍공터널 개발...190
• (1) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...192
• (2) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 16 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...203
• (3) 4량1편성 열차모델, 통풍공 개수 38개, 높이 340 mm일 때 통풍공 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...213
• (4) 4량1편성 열차모델, 통풍공 개수 15개, 높이 340 mm일 때 통풍공 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...223
• (5) 5량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...233
• 나. 0.50 km급 터널에 대한 실험 및 통풍공터널 개발...243
• (1) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...245
• (2) 4량1편성 열차모델, 통풍공 개수 24개, 높이 340 mm일 때 통풍공 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...255
• (3) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 16 mm, 개수 24개일 때 통풍공 높이에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...265
• (4) 5량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...275
• 다. 0.25 km급 터널에 대한 실험 및 통풍공터널 개발...285
• (1) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 높이 340 mm일 때 통풍공 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...287
• (2) 4량1편성 열차모델, 통풍공 개수 12개, 높이 340 mm일 때 통풍공 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...295
• (3) 4량1편성 열차모델, 통풍공 내경 35 mm, 개수 12개일 때 통풍공 높이에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과...303
• 3. 쌍굴 단선터널에서 압력경감 덕트 배열, 압력경감 덕트 개수에 따른 터널내풍압변동과 미기압파 저감효과...311
• 가. 0.75 km급 터널에 대한 쌍굴 단선터널 실험결과...316
• (1) 압력경감 덕트 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과 (압력경감 덕트 내경 37 mm, 4량1편성 열차모델)...316
• (2) 압력경감 덕트 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과(압력경감 덕트의 개수 19개, 4량1편성 열차모델)...326
• 나. 0.50 km급 터널에 대한 실험결과...336
• (1) 압력경감 덕트 개수에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과(압력경감 덕트 내경 37 mm, 4량1편성 열차모델)...336
• 다. 0.25 km급 터널에 대한 실험결과...346
• (1) 압력경감 덕트 내경에 따른 풍압변동과 미기압파 저감성능 실험결과(압력경감 덕트의 개수 6개, 4량1편성 열차모델)...346
• 4. 통풍공 및 압력경감 덕트에서의 공기유속 측정...355
• 가. 터널 연장에 따른 통풍공에서의 공기유속 측정결과...358
• 나. 쌍굴터널의 압력경감 덕트에서의 공기유속 측정결과...362
• 제 4 장 통풍공 수직구(Air-shaft)의 설계.시공 요소 기술 개발...366
• 제 1 절 서 론...366
• 1. 연구개발의 필요성...366
• 2. 연구개발의 목표 및 내용...367
• 가. 연구개발의 최종목표...367
• 나. 연구내용 및 범위...367
• 제 2 절 수직구의 설계 및 시공현황...371
• 1. 수직구 굴착공법의 현황...371
• 2. 수직구 굴착공법의 분류...372
• 3. 수직구 굴착공법의 종류 및 특성...374
• 가. Drill and Blast 공법...374
• 나. RC(Raise Climber) 공법...375
• 다. RBM(Raise Boring Machine) 공법...376
• 라. 기타 기계화 시공 장비...378
• 마. 각 공법의 특성 비교...380
• 4. 수직구 시공 현황...382
• 가. 광산의 작업갱 및 환기갱...382
• 나. 양수발전소의 수압터널...384
• 다. 도로터널의 환기갱...385
• 라. 철도터널의 환기갱...386
• 마. 지하철터널 작업구 및 환기구...387
• 바. 통신구터널 작업구...387
• 사. 시공사례 비교...388
• 5. 기존 수직구 설계의 문제점...389
• 가. NATM 개념에 의한 수직구의 라이닝 설계...389
• 나. 수압 및 지압에 따른 라이닝 설계...391
• 다. 수직구의 안정성 분석을 위한 3차원 수치해석의 문제...391
• 라. 상향굴착 수직구에서의 지반보강 및 차수를 위한 보조공법...392
• 제 3 절 수직구의 설계 방안...393
• 1. 설계 시 일반적 고려사항...393
• 가. 지반조건...393
• 나. 수직구 연장 ...393
• 다. 수직구 단면적...394
• 라. 수직구 굴착지점 상부 및 하부 지역 활용 여부...394
• 마. 버럭처리 방안...394
• 바. 기타 특수한 현장 조건...395
• 2. 대구~부산간 철도터널의 통풍공 수직구 설계방안 제시...395
• 가. 대구~부산구간 철도터널의 특성 조사...396
• 나. 조사구간 내 터널별 굴착공법 및 설치방식 선정 방안...404
• 제 4 절 수직구의 기계화 굴착을 위한 요소기술 개발...413
• 1. 3차원 수치해석 기법을 이용한 수직구 및 본선터널의 거동분석...413
• 가. 본선 접속부의 3차원 해석 개요...413
• 나. 해석모델의 작성...414
• 다. 경계조건 및 해석 파라메터...417
• 라. 지반 및 지보재 물성치...423
• 마. 설계검토 기준...425
• 바. 3차원 수치해석 결과분석...426
• 사. D터널 수직구의 계측결과와 수치해석과의 비교...442
• 2. 대구경 지반보강공법을 위한 장비개발...449
• 가. 장비개발의 배경 및 고려사항...449
• 나. 다중쇼트 유압식 주입장비(MSHG)의 시작품 제작...457
• 다. 폴리우레탄 패커의 특성 실험 및 결과...464
• 3. 소단면 통풍공 수직구의 라이닝 설계 및 시공 방안...471
• 가. 수직구 라이닝의 시공 사례...471
• 나. 수직구내 지보재 설계 개념...473
• 다. 수직구내 라이닝의 설계 개념...475
• 라. 구조체로서의 수직구 라이닝 설계...478
• 마. 비구조체로서의 수직구 라이닝 설계...487
• 바. 비구조체의 라이닝(스펠관) 강도 시험...490
• 제 5 절 수직구 시험시공 개요...502
• 1. 시험시공 대상현장 조사 및 시공개요...502
• 가. 운행 중 철도터널 현장조사...502
• 나. 시험시공 현장 개요...511
• 다. 수직구 제원 및 시험시공 공정...513
• 2. 시험시공 현장 지반조사...522
• 가. 광역지질 조사...522
• 나. NX 시추조사...524
• 다. 육안조사 및 실내시험...525
• 제 6 절 수직구 접속부의 3차원 현장 계측 및 3차원 유한요소 해석...541
• 1. 현장 계측개요 및 장비특성...541
• 가. 계측개요...541
• 나. 계측장비의 특성...544
• 2. 시험시공 계측 결과...549
• 가. 터널구간에서의 계측 관리기준...549
• 나. 계측결과...551
• 다. 계측결과 분석...557
• 3. 시험시공 3차원 탄소성 유한요소해석...559
• 가. 입력물성치 및 경계조건...559
• 나. 해석결과 및 계측치와의 비교분석...561
• 제 7 절 RBM 시험시공에 의한 굴진성능 평가...563
• 1. 시험시공에 의한 가동율 및 down time 분석...563
• 가. RBM의 가동율...563
• 나. RBM의 down time...565
• 2. 시험시공에 의한 순관입율과 굴진율...565
• 가. 순관입율(net penetration rate, Pe)...565
• 나. 굴진율(advance rate, Ar)...567
• 다. RBM의 순관입율과 가동설계 인자들의 관계...568
• 3. 지반공학적 파라메터와 굴진성능과의 관계...571
• 가. 강도특성과 순관입율과의 상관성...572
• 나. 반발경도(HR)와 순관입율과의 상관성...575
• 다. (RQD/Jn)과 순관입율과의 상관성...577
• 라. 역(礫)의 분포와 순관입율과의 상관성...579
• 마. 암석의 합경도(HT)와 순관입율과의 상관성...580
• 제 8 절 통풍공 수직구로 인한 환기효과 분석...584
• 1. 공기유동 시뮬레이션...584
• 가. 모델링 개요...584
• 나. 적용 프로그램 및 해석방법...586
• 2. 해석결과 및 고찰...588
• 가. 수직구의 규모에 따른 환기량 변화...589
• 나. 수직구의 위치에 따른 환기량 변화...592
• 다. 환기량 및 환기율 비교...595
• 3. 해석결과...600
• 제 9 절 결 론...601
• 제 5 장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도...605
• 제 1 절 주관기관 : 한국철도기술연구원...605
• 제 2 절 협동기관 : 한국건설기술연구원/(주) 경동...607
• 제 3 절 위탁기관 : 서울대학교...611
• 제 6 장 연구개발결과의 활용계획...613
• 제 7 장 참 고 문 헌...614
• APPENDIX A 재래철도 터널 새마을호 준기밀차량 공기역학 해석 결과...620
• APPENDIX B 재래철도 터널 새마을호 비기밀차량 공기역학 해석 결과...636
• APPENDIX C 재래철도 터널 CDC 비기밀차량 공기역학 해석 결과...642