• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.401-410
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• 2017

본 연구에서는 긴장재로 계류된 해중 터널에서 긴장재의 느슨해짐에 따른 동적 불안정 거동에 대해 다룬다. 해중 터널의 설계는 파랑 및 조류 등 유체력에 의해 지배받는다. 특히 시간에 따라 지속적으로 크기 및 작용방향이 변하는 파랑은 해중 터널의 동적 거동을 직접적으로 야기하게 되는데, 파랑에 의한 부유 튜브의 운동은 계류선 내력의 동적 변동을 유발하게 되고, 이 힘의 변화는 계류선의 강도설계 뿐 만 아니라 피로 설계에도 직접적인 영향을 미친다. 파랑에 의한 터널의 운동이 극심할 경우, 계류선의 장력은 모두 소실될 수 있는데, 이 때 계류선이 느슨해짐에 따라 일시적으로 부유 터널의 운동에 대한 저항성이 사라져 동적 불안정 거동이 유발 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 유체-구조동역학 해석기법을 통해 해중 터널 긴장재의 느슨해짐 발생 시 부유 튜브의 동적 불안정 거동에 대해 분석하였다. 특히 해중터널의 중요 설계 인자인 흘수, 부력-자중 비율(Buoyancy-Weight Ratio, BWR), 긴장재 기울임이 동적 불안정 거동에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권4호
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• pp.469-484
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• 2020

본 논문은 해중터널에 돌발용수 발생 시 급속팽창구조체를 통한 차폐에 관한 연구이다. 현재 국내에는 터널 내 돌발용수에 대한 대책이 미비한 실정이다. 터널 내 방수로, 수문 등 유입수 처리 시설이 설비되어 있지만 많은 양의 해수 또는 지하수 유입에 대한 한계가 있으며, 수문의 경우 차단하는 시간이 느리기 때문에 피해를 최소화 할 수 없는 상황이다. 이에 따라 급속팽창구조체에 대한 차폐율 및 축 방향 이동거리에 대한 연구를 진행하였다. 축소모형 실험 결과를 통해 급속팽창구조체의 개수 및 내부 공압이 차폐율에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 급속팽창구조체의 개수가 한 개에서 두개로 늘어남에 따라 차폐율이 약 35~40% 더 커지게 되었다. 또한 내부 공압이 0.2 bar에서 0.3 bar로 증가함에 따라 차폐율이 약 4% 더 커지는 것을 확인하였다. 실대형 실험을 통해 본 연구에서 확인된 결과를 검증하고 더욱 발전시킨다면 해저터널 또는 해중터널의 돌발용수에 있어 효과적인 방수대책으로 활용 가능할 것이라 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.27-41
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• 2023

수중터널은 내륙 간 연결을 위해 지반에 접속되어야 한다. 지반 접속부에 연결된 지중터널과 수중터널이 보이는 변위 불균형은 응력 집중을 야기할 수 있으며, 이를 해결하기 위한 방법으로 탄성 조인트를 활용할 경우에는 정적 하중 조건에서 지반 접속부의 응력 집중은 해소시킬 수 있음이 선행 연구에서 확인되었다. 그러나, 지속적으로 거동하는 수중터널의 구속조건을 고려했을 때 지반 접속부의 동적 거동과 안정성에 탄성 조인트의 활용이 미치는 영향이 검토되어야 한다. 본 연구에서는 동적 하중 조건의 수중터널 및 지반 접속부를 수치해석적 방법을 통해 모사하였으며, 동일 상황을 모사한 축소 모형시험을 통해 수치해석 모델을 검증하였다. 다양한 물성의 탄성 조인트가 설치될 경우에 대한 수치해석적 모사를 통해 탄성 조인트 강성에 따른 수중터널의 고유진동수 변화와 공진 거동을 분석하였다. 그 결과, 조인트의 강성과 고유진동수가 멱함수 관계를 가짐이 확인되었다. 낮은 강성의 조인트로 지반 접속부가 설계될 경우, 수중터널의 고유진동수는 감소하여 낮은 진동수의 동하중이 가해지는 해양 환경에서 공진의 위험이 증가할 뿐만 아니라 공진 발생 시 최대 속도가 크게 증가하였다. 그러므로, 수중터널 지반 접속부의 응력 집중 해소와 공진 방지를 동시에 고려하여 지반 접속부를 설계해야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.3244-3251
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• 2012

대형 해양구조물의 건설과 운영에서 중요한 항목 중의 하나가 재해위험도를 분석하고 평가하는 것이다. 이에 본 연구에서는 수중터널의 건설과 운영 시에 발생할 수 있는 재해 위험요소를 도출하고 퍼지 AHP(Analytic Hierarchy Process) 방법으로 이러한 위험요소의 수준을 파악하고자 하였다. 재해 위험도로는 자연재해 위험도와 인적재해 위험도로 구분하고 이러한 위험도 항목들이 수중터널에 미치는 영향을 전문가 설문을 통하여 조사하였다. 조사된 전문가 설문결과 데이터를 퍼지 AHP 기법으로 분석하여 재해위험도를 각 위험요소별로 정량화하였다. 또한, 수중 터널과 교량, 해저터널, 침매터널의 재해위험도 수준을 분석하여 수중터널이 가지고 있는 고유의 재해위험도 수준을 평가하였다. 재해위험도에서는 쯔나미와 지진이 가장 위험도 인식수준이 높았고, 인적재해 위험도는 화재와 폭발의 위험도 인식이 높은 수준이었다. 또한, 수중터널은 침매터널에 비해서는 1.4배, 교량에 비해서는 3.2배 위험도 인식수준이 높은 것으로 조사되었다.