• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.39-53
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• 2018

일반적으로 터널 내 총환기저항계수는 입출구 손실계수, 벽면마찰계수 그리고 급격한 확대나 축소단면 등에 의해 발생하는 부차적 손실계수의 총합으로 구성된다. 개통 전 터널의 경우는 가동 중인 환기팬을 중단하게 되면, 터널 내 풍속은 총환기저항력에 의해 감소하는 현상이 나타난다. 즉, 속도감쇄법은 개통 전 터널에서 비교적 안정적이면서도 손쉽게 터널 내 벽면마찰계수를 추정하는 방법이다. 그러나 기존의 선행연구에서 환기팬의 가동을 중단 후 수렴되는 풍속이 음수일 경우는 속도감쇄법에 따른 벽면마찰계수의 추정이 곤란한 특성이 있다. 반면 교통환기력이 작용하는 공용 중인 터널에서는 좀더 복잡한 과정을 거치지만, 합리적인 벽면마찰계수를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 교통환기력의 측정변수를 최소화할 수 있는 방법을 제안하였고, 공용 중 터널에 적용할 수 있는 방법을 고찰하였다. 또한 환기팬 정지 후 터널 내 풍속이 감소하는 동안에 외부 자연풍의 급격한 변화가 발생하여도 교통환기력이 일정할 경우에 대하여, 교통환기력의 증분을 계산할 수 있는 방법과 터널 내 벽면마찰계수를 추정할 수 있도록 동적 시뮬레이션이 가능한 프로그램 로직을 개발하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.405-421
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• 2018

현재 국내터널에 적용중인 벽면마찰계수는 단순히 외국의 연구결과를 인용하여 사용하고 있는 실정이다. 또한 기존 선행연구들에서는 속도감쇄법을 이용하여 벽면마찰계수를 추정하였으나, 터널 내 수렴풍속이 음수(-)이거나 자연풍의 변화가 있는 경우에는 벽면마찰계수에 대한 추정이 어려운 점이 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 기존 속도감쇄법과 더불어 동적 시뮬레이션기법을 적용하여 벽면마찰계수를 추정하였다. 분석결과, 총 9개 터널(양방향 18개 튜브)에 대한 터널 내 마찰계수는 0.011~0.025 정도로 분석되었으며, 평균값은 0.020로 추정되었다. 또한, 본 연구를 통해 정량적으로 획득한 벽면마찰계수를 현재 적용중인 설계기준과 비교하였다.