초록 ▼

1. 최종목표
본 연구에서는 열차의 진행에 의한 열차-궤도의 상호작용력 산정기법개발 열차-궤도-지반의 상호작용을 고려한 지반진동의 예측기법개발을 개발하는 것을 목표로 한다. 따라서, 본 제안 연구의 목표는 열차운행에 의해 발생되는 지반진동의 3차원 주파수 응답해석기법 개발이다.
2. 개발내용 및 결과
열차의 진행으로 발생되는 지반진동은 이동하는 열차와 궤도 및 지반과 같이 전파 경로상의 매질에 따라 변화될 뿐만 아니라 전파경로상에서 발생하게 되는 열차-궤도 상호작용과 궤도-지반 상호작용에 의해서도 많은 영향을 받게

1. 최종목표
본 연구에서는 열차의 진행에 의한 열차-궤도의 상호작용력 산정기법개발 열차-궤도-지반의 상호작용을 고려한 지반진동의 예측기법개발을 개발하는 것을 목표로 한다. 따라서, 본 제안 연구의 목표는 열차운행에 의해 발생되는 지반진동의 3차원 주파수 응답해석기법 개발이다.
2. 개발내용 및 결과
열차의 진행으로 발생되는 지반진동은 이동하는 열차와 궤도 및 지반과 같이 전파 경로상의 매질에 따라 변화될 뿐만 아니라 전파경로상에서 발생하게 되는 열차-궤도 상호작용과 궤도-지반 상호작용에 의해서도 많은 영향을 받게 된다. 또한 열차의 종류, 속도 및 궤도의 특성에 따라 다양한 주파수특성을 갖는 진동이 발생되므로, 궤도의 비선형적 불규칙성 및 열차-궤도-지반 상호작용력에 주파수특성을 고려 한 해석을 수행하는데 많은 어려움이 있다. 열차하중에 의한 지반진동의 크기를 예측하는 기법으로 이동하중이나 이동질량과 같은 방법이 많이 사용되었으나 열차진행으로 인해 발생되는 지반진동을 정확히 예측하기 위해서는 진동의 크기뿐만 아니라 진동의 주파수특성을 반영한 해석기법이 요구되어 진다.
3. 사업성과
○ 기술적 성과
급속한 경제발전으로 인해 우리나라는 사회간접시설과 함께 생산시설의 규모 및 그 수요가 크게 증가하였고, 민간경제의 수준이 발전함에 따라 쾌적한 주거환경에 대한 욕구가 증가되어 진동공해문제가 점점 심각하게 인식되고 있다. 또한, 첨단산업분야에서의 정밀기계의 사용증가로 인한 진동허용치의 감소로 인해 진동문제해결의 시급성이 요구되고 있다.
이러한 민원 또는 산업적 성격을 갖는 진동문제의 빈번한 발생으로 인해 이미 많은 업체가 진동문제의 해결을 주업종으로 하고 있다. 그러나 국내외의 경우, 대부분의 업체가 진동원에서 진동의 외부로의 전파 방지를 위한 방법만을 사용하고 있
는 실정으로, 이는 주로 현 기술수준의 한계에 기인한다. 수진점에서의 대책을 주업무로 하는 업체의 수는 역시 기술수준의 한계로 인해 희귀한 실정이다. 따라서 진동전파방지기술의 다양화는 산업체의 측면에서 볼 때, 매우 환영받을 수 있을 것으로 충분히 예측된다.
○ 경제적 성과
본 과제의 내용 중 일부는 해외로 부터의 기술도입에 의해서도 그 해결이 가능하나, 모든 경우마다 설계조건이 다르므로 한번의 기술도입으로 전부를 수용할 수 없다. 그러므로 그 설계비는 상당할 것으로 충분히 예측된다. 또한 대부분의 경우, 이론적인 지식이 없는 현장의 실무자들 선에서 용역을 주고 받으므로 엔지니어링 기술을 확보할 기회가 적으며, 해외의 기술자들도 하나의 과제당 적어도 3-4회의국내출장이 수반되어, 이러한 비용까지 감안한다면 그 액수는 더욱 커진다. 더구나, 해외에서는 엔지니어링 기술을 통한 방진재료의 생산까지 일괄적으로 용역을 맡는 경우도 있으므로 이를 포함한다면 매 경우마다 엄청난 외화의 유출이 있을 것이다. 본 연구는 이러한 국내의 형편을 고려해, 해당 엔지니어링 기술의 확보와 함께 채움재의 개발을 목적으로 하므로, 본 과제의 성공적 수행을 통해 기술의 자립 뿐 아니라 장차 해외로의 기술수출에 의하여 우리나라의 경제발전에 도움이 될 것이다. 더구나 새로운 채움재의 개발이 가능하다면 이것은 기술의 자립 뿐 아니라 장차 해외로의 기술과 함께 자재의 복합적 수출을 통해 우리나라의 경제발전에 이바지하게 될 것이다.
4. 향후추진계획
진동문제의 해결을 위한 다양한 진동차단방법 연구는 앞으로 긴기간동안 계속되어질 전망이다. 이들 중 진동전파경로에서의 진동차단연구는 수진점 및 진동원에서의 연구에 비해 초기단계로, 본 연구과제를 통해 이론적 연구 뿐 아니라 실무에서의 적용을 위한 실용연구도 활발해질 수 있을 것으로 충분히 예측된다.

목차 Contents

• 3. 과제별 세부 집행내역...1
• I. 조성 금액...1
• II. 과제개발비 집행내역...1
• 최종보고요약서(초록)...3
• 목차...5
• 제 1 장 서론...6
• 제 1 절 기술개발의 개요...6
• 제 2 절 기술(또는 제품)개발의 내용...7
• 제 3 절 기술개발의 목표...8
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...10
• 제 1 절 개발내용 및 개발방법...10
• 제 2 절 노면형상의 모형화...11
• 제 3 절 열차하중의 모형화...19
• 제 4 절 대상지반의 특성...21
• 4.1 정현파 진동기를 이용한 진동전파실험...21
• 1. 정현파 진동발생기...21
• 2. 가속도계...23
• 3. 신호녹음기 및 신호분석기...23
• 4-2 지반의 동적특성...24
• 1. 정현파 진동발생기를 이용한 파장의 산정...24
• 2. 탄성파를 이용한 탄성계수 및 전단탄성계수 산정...25
• 4-3 대상지반의 감쇠특성...26
• 1. 지반의 감쇠특성...26
• 2. 수치해석을 통한 대상지반의 감쇠특성...29
• 3. 감쇠특성파악을 위한 현장실험...30
• 4. 지반의 감쇠특성파악을 위한 실험결과분석...43
• 4-4. 정현파 진동발생기를 이용한 진동실험 개요...47
• 1. 정현파 진동발생기를 이용한 진동전파실험...47
• 2. 열차하중에 의한 지반 진동측정...52
• 3. 위상차에 의한 파장의 산정...52
• 제 5 절 열차하중에 의한 지반진동 Simulation...55
• 제 3 장 사업성과...58
• 제 1 절 기술적 성과...58
• 제 2 절 경제.산업적 성과...58
• 제 4 장 결론...59
• 제 1 절 열차하중에의해 발생되는 지반진동 예측 프로그램 개발...59
• 제 2 절 연구개발결과의 활용계획...60
• 1. 기술적 측면...60
• 2. 경제.산업적 측면...61