초록 ▼

□ 해중터널에 작용하는 외력 평가 기술 개발
- 흐름, 파랑, 수압, 지진 및 지진해일 평가
- 선박, 잠수함 등의 충돌 평가
□ 해중터널 거동 평가 기술 개발
- 정적하중(흐름, 수압 등)에 의한 거동 해석 기술 개발
- 동적하중(파랑, 지진 및 지진해일)에 의한 해석 평가 기술 개발
- 충격하중(선박, 잠수함 충돌)에 의한 거동 해석 기술 개발
□ 해중터널 거동 제어 기술 개발
- 튜브 단면 형상 조사 분석
- 계류(Anchoring, Tethering) 시스템 조사

□ 해중터널에 작용하는 외력 평가 기술 개발
- 흐름, 파랑, 수압, 지진 및 지진해일 평가
- 선박, 잠수함 등의 충돌 평가
□ 해중터널 거동 평가 기술 개발
- 정적하중(흐름, 수압 등)에 의한 거동 해석 기술 개발
- 동적하중(파랑, 지진 및 지진해일)에 의한 해석 평가 기술 개발
- 충격하중(선박, 잠수함 충돌)에 의한 거동 해석 기술 개발
□ 해중터널 거동 제어 기술 개발
- 튜브 단면 형상 조사 분석
- 계류(Anchoring, Tethering) 시스템 조사 분석
□ 목포-제주간 해중터널 기본 설계 실시

Abstract ▼

IV. Results and Discussion
In this research project, core techniques for realization of submerged floating tunnel have been developed. To analyze the external loads acting on SFT, the influences of current, wave, hydraulic pressure, earthquake, tsunami and etc on SFT are investigated and quantifi

IV. Results and Discussion
In this research project, core techniques for realization of submerged floating tunnel have been developed. To analyze the external loads acting on SFT, the influences of current, wave, hydraulic pressure, earthquake, tsunami and etc on SFT are investigated and quantified. Also, the analysis techniques evaluating the behavior of SFT by static, dynamic and impact loadings are developed.
In order to analyze loads by wave and current, boundary element method, numerical wave flume and numerical wave-current flume were used. Motion by seismic and wave excitations to submerged floating tunnels were evaluated. First, we proposed methodologies to apply approximate modeling techniques for the tubes and the ventilation towers, which are connected each other by joints and are fixed by tension legs, as well as to reduce computing time. In addition, various modeling techniques for the seismic loading were compared and evaluated. Throughout the methodologies, we could quickly analyze the transient responses of the dynamic behavior from seismic and wave loadings, and the results were validated as compared to the previous study and checked the contentment of determined limit criteria.
Physical experiments were carried out in a two-dimensional wave flume in order to know motions of the submerged floating tunnel and its hydrodynamic characteristics under wave action. By performing experiments with changing BWR (Buoyancy Weight Ratio), tethering type, water depth and wave conditions, the tunnel motion, tensile force of the tethering lines, and wave force on the tunnel body were examined. The experiments were also made for the condition of twin tunnels, whose characteristics are now being analyzed in detail.
A submerged floating tunnel (SFT) must have enough strength to resist to various external loadings such as bending, torsion, tension, and compression. The expected main deformation of SFT is caused by bending moment. And this bending moment makes tensile stress and compression stress on the wall of SFT. Thus, bending moment is a main affecting factor on the safety of SFT. Until now, a reinforced concrete tunnel was suggested for SFT by other researchers. In this study, an internally confined hollow reinforced concrete tunnel and a double skinned composite tubular tunnel were proposed. And their bending strengths were studied and compared with that of a reinforced concrete tunnel. The analysis results showed the proposed SFT structures had enough strength to guarantee safety.
If fire break out in SFT, it is damaged by thermal loads. Structure of the SFT is able to collapse partially by fire scale and fire exposure time. For this reason, fire resistance design of the SFT must be suggested. Fire resistance performance of SFT could be investigating for fire resistance design of SFT. Fire condition could be expressed fire curves which are suggested by fire scale and fire exposure time. In this study, temperature distributions of the SFT are investigated through FE analysis under various fire conditions. Heat transfer analysis is applied to investigate conduction of heat by fire. And there is to draw the biggest influence fire condition to the SFT from FE analysis results. Also, preliminary study is performed for fire resistance design.
The SFT is impossible to construct under water. In this reason, module connection of the SFT is very important. In this research, module connection method using PC tendons is proposed for safer SFT. Gina profile and omega profile are arranged inside and outside in SFT section. They can cut off sea water perfectly. Thus, proposed module connection is investigated using FE analysis, The analysis results showed the proposed connection had enough strength to guarantee safety.
The local damage and global behavior of the submerged floating tunnel in collision with submerged moving body are simulated for securing safety via commercial hydrocode LS-DYNA. In simulations, a conceptual tunnel section is considered and various penetration and deformation responses with respect to impact velocity, applied materials and collision scenarios are obtained. Finally, for a specific design of submerged floating tunnel, design requirements such as maximum deformation, bending moment and impact forces are analyzed based on force and energy equilibrium.
To evaluate the applicability of SFT in commercial level, concept design of SFT in Mokpo-jeju connection was conducted. The design investigated wave height, current speed, bottom topography, etc. Also, the structural system including tube, connections, mooring lines, foundation, etc were designed. Based on this basic design, the economic feasibility of SFT was evaluated.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 초록 ... 5
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 13
• 목차 ... 19
• 표목차 ... 24
• 그림목차 ... 27
• 제1장 서 론 ... 38
• 제1절 연구배경 및 필요성 ... 38
• 1. 배경 및 필요성 ... 38
• 2. 기관 목표 및 중과제와의 연계성 ... 40
• 제2절 연구목적 및 범위 ... 42
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 46
• 제1절 국외 동향 ... 46
• 1. 노르웨이 ... 46
• 2. 이탈리아 ... 49
• 3. 일본 ... 51
• 4. 중국 ... 54
• 제2절 국내 동향 ... 58
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과(Ⅰ) : 거동평가 및 제어기술 개발 ... 62
• 제1절 파랑 및 흐름 하중 산정 및 거동 해석 ... 62
• 1. 서 론 ... 62
• 2. 경계요소법을 이용한 구조물 거동과 파력 계산 ... 62
• 3. 수치파동수조를 이용한 고정 구조물의 파력 계산 ... 91
• 4. 수치 파동-흐름 복합수로의 수립 ... 110
• 5. 수치파동수조를 이용한 유체-구조물 상호 연동 및 파력 계산 ... 133
• 6. 결 론 ... 145
• 제2절 수중터널의 수리특성 실험 및 평가 ... 147
• 1. 서 론 ... 147
• 2. 단일 수중터널 수리모형실험 ... 148
• 3. 단일 수중터널 수리모형실험 결과 ... 155
• 4. 이중 수중터널 수리모형실험 ... 171
• 제3절 동적거동 해석 및 평가 (I): 지진 및 파랑 거동 해석 ... 174
• 1. 지진 거동 해석 ... 174
• 2. 파랑하중에 의한 거동 평가 ... 189
• 제4절 단면 구조해석 및 평가 ... 195
• 1. 서 론 ... 195
• 2. 축강도 및 휨강도 해석 ... 196
• 3. 결론 ... 203
• 제5절 단면 내화특성해석 및 평가 ... 204
• 1. 강합성 중공 RC 해중 터널의 내화 성능 분석 ... 204
• 제6절 연결부 해석 및 평가 ... 219
• 1. 강합성 중공 RC 해중 터널의 모듈 접합부 ... 219
• 제7절 충돌안전성 해석 및 평가 ... 226
• 1. 충돌시나리오 검토 ... 226
• 2. 충돌안전성 해석 ... 228
• 3. 충돌실험 ... 252
• 4. 충돌하중 평가 ... 257
• 제4장 연구개발수행 내용 및 결과(II): 목포-제주 해중터널 기본설계 ... 262
• 제1절 기초자료조사 ... 262
• 1. 작업일수 산정 ... 262
• 제2절 해상조건 ... 267
• 1. 제주-추자간 파고현황 및 조류 분석 ... 267
• 2. 제주-추자간 심해파 제원 ... 271
• 제3절 노선선정 ... 274
• 1. 노선 비교검토 ... 274
• 2. 노선별 지층 현황 분석 ... 280
• 제4절 단면형식 선정 ... 294
• 1. 해저터널 사례 ... 294
• 2. 해중터널 계획 ... 295
• 3. 단면 설계 ... 298
• 4. 단면 가정 ... 300
• 제5절 이음부 기본 계획 ... 316
• 1. 구체 이음부 공법 ... 316
• 2. 함체 방수공 공법 ... 318
• 제6절 기초형식 계획 ... 319
• 1. 설계 기본방향 ... 319
• 2. 구간별 기초형식 적용 ... 320
• 3. 기초 규모 결정 ... 320
• 제7절 제작장 검토 ... 322
• 1. 제작장 위치 검토 ... 322
• 2. 제작장 단면 및 평면계획 ... 323
• 제8절 사업비 산정 ... 329
• 1. 사업비 산정 결과 ... 329
• 제5장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 334
• 제1절 연구개발목표 달성도 ... 334
• 제2절 대외기여도 ... 336
• 제6장 연구개발결과의 활용계획 ... 340
• 참고문헌 ... 344
• 부록 A. 해중터널 설계 매뉴얼 ... 353
• 끝페이지 ... 409