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SUMMARY
목차
제1장 서론 21
제1절 연구개발의 배경 및 목적 21
제2절 연구 사업의 내용 및 수행 방법 22
제3절 활용방안 및 파급 효과 23
제2장 시베리아 동토지대의 지리 지질 환경적 특성 24
제1절 시베리아·극동지역의 지리적 특성 24
1. 동시베리아의 자연 지리적 특징 25
2. 극동지역의 자연 지리적 특징 27
3. 극동지역의 기후 조건 28
제2절 시베리아 및 러시아 극동지방의 계절 및 영구동토층의 지질공학적 특성 분석 30
1. 서 시베리아 30
1.1. 영구동토 퇴적층의 발달 역사와 최근 설빙학적 조건의 메커니즘 32
1.2. 제4기 이전 퇴적층으로 구성된 삭박평원의 일반적 지질 공학적 특성 35
1.3. 제3기 후기 - 제4기 전기 충적층으로 구성된 삭박-퇴적평원 지역의 지질 공학적 특징 39
1.4. 제4기 중기 빙하퇴적층으로 구성된 퇴적평원의 지질 공학적 특징 43
1.5. 제4기 중후반 해양 퇴적층으로 구성된 퇴적평원의 지질 공학적 특징 46
1.6. 제4기 퇴적층으로 구성된 강 계곡의 지질 공학적 특징 48
2. 동 시베리아 50
2.1. 영구동토 퇴적층 발달의 역사와 최근 지질설빙학적 조건의 메커니즘 54
2.2. 제4기 퇴적층 및 형성 조건 59
3. 극동 지방 75
3.1. 영구동토암 발달의 역사 및 최근 지질설빙학적 조건의 메커니즘 77
3.2. 제 4기 퇴적층: 극동지방 80
4. 소결론 89
제3장 러시아 천연가스 관련 현황 분석 90
제1절 러시아 천연가스 관련 기관 현황 90
1. 러시아 연료 에너지부(Ministry of Fuel Energy) 90
2. 러시아 천연 자원부(MINISTRY OF NATURAL RESOURCES) 92
3. 가스프롬(GAZPROM) 93
3.1. 가스프롬의 조직, 기능 및 지분 93
3.2. 가스프롬 보유 천연가스 매장량 및 생산 시설현황 94
4. 시단코 석유(SIDANKO: Siberia and Far East Oil Company) 97
제2절 러시아 에너지부문의 외국기업 투자현황 99
1. 투자 동향 99
2. 국가별 투자현황 101
제3절 러시아의 석유, 가스 합작 프로젝트 현황 103
1. 러시아 천연가스 산업구조 103
1.1. 생산과 수송부문의 산업구조 및 소유구조 103
1.2. 민영화에 따른 소유구조 103
1.3. 지역 분배산업의 구조와 소유권 104
1.4. 천연가스산업의 규제정책 105
2. 천연가스의 생산 및 설비현황 106
2.1. 천연가스의 생산 106
2.2. 천연가스의 수송 108
2.3. 공급의 안정성 108
2.4. 저장설비 109
2.5. 가스의 누출과 손실 109
2.6. 향후 전망 110
3. 천연가스 수요 111
4. 천연가스의 교역 112
4.1. 구소련 공화국간의 천연가스 교역 113
4.2. 유럽으로의 수출 115
4.3. 향후의 교역 전망 117
4.3.1. 구 소련 공화국과의 교역 117
4.3.2. 대유럽으로의 수출 전망 118
5. 러시아 주요 석유·가스 프로젝트 추진 현황 119
5.1. 석유·가스개발 외국인 투자동향 119
5.2. 사할린 프로젝트 120
5.3. 야말(Yamal) 프로젝트 122
5.3.1. 추진배경 122
5.3.2. 매장 현황 및 개발 여건 123
5.3.3. Yamal Project의 개요 124
5.3.4. 프로젝트의 투자재원 조달 126
5.3.5. 향후 프로젝트 전망 127
제4장 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 동토 공학적 특성 129
제1절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 기본 성질 129
1. 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 기본 성질 129
1.1. 입도분포 129
1.2. 액성 한계와 소성 한계 130
1.3. 비중시험 131
1.4. 다짐시험 132
제2절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 열전도 특성 133
1. 흙의 열전도 실험 133
1.1. 개요 133
1.2. 열전도율 측정법 134
2. 시험장비 135
3. 실험방법 136
4. 실험결과 137
제3절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 부동수분 특성 140
1. 부동수분 140
1.1. 부동수분의 정의 140
1.2. 부동수분이 존재하는 이유 140
2. 실험장비 143
3. 실험방법 144
4. 실험결과 146
제4절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 동결압축강도 특성 149
1. 시험 장치 및 방법 149
2. 온도변화에 따른 압축강도 실험결과 151
제5절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 동결인장강도 특성 155
1. 시험 방법 155
2. 온도변화에 따른 인장강도 실험결과 158
3. 압축강도와 인장강도의 비교 160
제6절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 동결 전단강도 특성 162
1. 실험장치 및 방법 162
2. 직접전단실험 결과 163
제7절 하바로프스크 및 블라디보스토크 흙의 동결 비파괴 특성 166
1. 초음파의 특징 166
1.1. 초음파의 진행특성 166
1.2. 초음파의 종류와 음속 및 파장 167
2. 초음파 속도측정방법 167
2.1. Pulse-Echo-Overlap 방법 167
2.2. Pulse Superposition 방법 168
2.3. Sing-Around 방법 168
2.4. Phase Adjustment 방법 168
3. 시험방법 169
3.1. 측정장비 169
3.2. 측정원리 170
3.3. 측정방법 170
3.3.1. 액체의 초음파 측정 171
3.3.2. 시료의 종파 측정 172
3.3.3. 시료의 횡파 측정 172
3.3.4. 시료의 제작 및 측정방법 174
4. 시험 결과 174
4.1. 온도변화에 따른 kerosene용액의 초음파 속도 174
4.2. 흙시료의 온도변화에 따른 초음파 속도 174
4.3. 동토의 탄성계수(E)와 포아슨비(υ)(이미지참조) 177
제8절 수직지지대 기초에 작용하는 동착력 특성 180
1. 실험방벌 180
2. 실험결과 184
제9절 EPS조각 혼합토의 열전도 특성 186
1. EPS조각 혼합토의 기본 성질 186
1.1. 비중시험 186
1.2. 다짐시험 187
1.3. 투수시험 188
2. EPS조각 혼합토의 열적 특성 189
2.1. 시험방법 189
2.2. 시험결과 189
제10절 소결론 190
제5장 모형실험에 의한 파이프라인 거동 분석 191
제1절 하바로프스크 흙과 파이프라인의 거동 특성 191
1. 실험장치 특징 191
1.1. 냉동챔버 191
1.2. 모형실험용 토조 192
1.3. 온도센서 192
1.4. 스트레인게이지 193
2. 실험방법 193
3. 실험결과 195
3.1. 위치별 온도변화 195
3.2. 위치별 스트레인 변화 196
제2절 폐타이어 조각 혼합토와 파이프라인의 거동 특성 198
1. 개요 198
2. 실험방법 밀 결과 198
2.1. 온도분포 변화 199
2.2. 위치별 스트레인 변화 200
제3절 EPS조각 혼합토와 파이프라인의 거동 특성 201
1. 개요 201
2. 실험방법 및 결과 201
2.1. 온도분포 변화 202
2.2. 위치별 스트레인 변화 204
3. 모형토조를 이용한 실험 결과값 비교 204
제4절 폐타이어 혼합토 경계성 평가 208
1. 경계성 평가 목적 208
2. 평가 조건 208
2.1. 현장조건 208
2.2. 재료조건 208
3. 평가 기준 및 내용 209
3.1. 경제성 평가 시 검토 내용 209
4. 경제성 평가 210
4.1. 수량 산출 210
4.2. 산출 내역서 211
4.3. 산출 근거 213
4.4. 운반 거리표 217
4.5. 실적 공사비 근거 217
4.6. 국도 설계 기준 220
4.7. 물가 자료 221
5. 경제성 평가 결과 222
제6장 Thermal siphon을 이용한 실내 모형실험 224
제1절 실험용 계측장치 및 thermal siphon 224
1. 개요 224
2. 실험장치 특징 224
2.1. 냉동챔버 224
2.2. 매설관 시험용 모형토조 226
2.3. 온도센서 226
2.4. Thermal siphon의 원리 및 설계 226
3. 실험방법 228
제2절 실험결과 및 분석 231
1. 깊이에 따른 온도변화 231
2. 수평방향 거리에 따른 온도변화 235
제7장 Pipe Line용 동상방지용 단열재 개발 238
제1절 동상방지용 단열재 개발 사례조사 238
1. 폐기물 활용 동상방지재 개발사례 238
2. 토목섬유를 활용한 동상방지 개발사례 239
제2절 폐스티로폼을 활용한 단열효과에 관한 실험적 분석 241
1. 폐스티로폼 조각 혼합토의 동토 공학적 성질 241
1.1. 서론 241
1.2. 사용시료의 기본 특성 242
1.2.1. 폐스티로폼 조각 242
1.2.2. 화강풍화토 242
1.3. 폐스티로폼 조각 혼합토의 배합비 및 공시체 제작 243
1.3.1. 배합비 결정 243
1.3.2. 양생방법 243
1.4. 폐스티로폼 조각 혼합토의 다짐시험 결과 243
1.4.1. 다짐시험 243
1.4.2. 시험결과 243
1.5. 폐스티로폼 혼합토의 부동수분시험 245
1.5.1. 시험개요 245
1.5.2. 시험결과 246
1.6. 열팽창 실험 248
1.6.1. 열팽창계수 248
1.6.2. 열팽창계수 측정의의 249
1.6.3. 실험방법 249
1.6.4. 시험결과 250
1.7. 폐스티로폼 조각 혼합토의 일축압축강도 특성 252
1.7.1. 시험방법 252
1.7.2. 시험결과 253
2. 현장 도로 모형실험 254
2.1. 시험목적 254
2.2. 현장지반 조성 및 시험방법 254
2.3. 실험결과 256
2.3.1. 현장 포장체 온도분포 측정결과 256
2.3.2. 동결심도 측정결과 257
2.3.3. 동결지수와 동결심도와의 상관관계 258
제8장 블라디보스토크 현장 파이프라인 거동 실험 260
제1절 현장 조건 260
1. 현장실험 계획 260
1.1. 매설관에 작용하는 토압 260
1.2. 매설관 변위 261
1.3. 매설관 주변 지반 온도분포 261
1.4. 데이터 수집장치 262
1.5. Thermal siphon 262
제2절 파이프라인 매설 및 계측 장비 설치 263
1. 부지 선정 및 설치 작업 263
2. 블라디보스토크 현장모형 실험을 위한 작업 과정 264
제3절 실험 결과 및 분석 268
1. 매설관내 온도분포 268
2. 매설관에 작용하는 동결 변위 270
3. 매설관에 작용하는 토압분포 272
제9장 동결토압을 받는 매설관의 유한요소 해석기법 274
제1절 동결토압을 받는 매설관의 유한요소 해석기법 274
1. 서론 274
2. 열전도 해석 275
2.1. 열전도 유한요소식 275
2.2. 상전이와 동결관 모델링 276
2.3. 흙과 매설관의 열 특성 278
2.3.1. 흙의 열특성 278
2.3.2. 매설관에 작용하는 열특성 281
3. 열응력 해석 283
3.1. 열응력 유한요소식 283
3.2. 동상력 (Frost Heaving Force) 모델링 284
3.2.1. Step Expansion 모델 284
3.2.2. Moisture Migration 모델 285
3.2.3. Porosity Rate 모델 286
4. 동상시험 열전도 수치해석 289
4.1. 상전이(Phase change) 검증예제 289
4.2. 지하수가 공급되는 지반에 매설된 매설관의 열전도 수치해석 296
5. 열팽창 모듈 사용자 메뉴얼 314
6. 열팽창 모듈 Fortran Code 317
7. 소결론 333
제2절 폐타이어 혼합토의 열특성 및 동결 팽창율 계산 334
1. 동결전 폐타이어 혼합토 336
2. 동결후 폐타이어 혼합토 344
2.1. 혼합토 최소 체적팽창 (Lower Bound Expansion) 345
2.1.1. 혼합토에 체적증가량이 없는 경우(εfw < ηao)(이미지참조) 346
2.1.2. 혼합토에 체적증가량이 있는 경우(εfw ≥ ηao)(이미지참조) 349
2.1.3. 체적 부동함수비(ηuw)와 중량 부동함수비(ωu) 관계(이미지참조) 353
2.2. 혼합토 최대 체적팽창 (Upper Bound Expansion) 361
2.2.1. 체적 부동함수비(ηuw)와 중량 부동함수비(ωu) 관계(이미지참조) 365
2.3. 폐타이어 혼합토 밀도 370
2.4. 폐타이어 혼합토 체적열용량 370
2.5. 폐타이어 혼합토 체적잠열 (λ) 371
2.6. 폐타이어 혼합토 체적열용량, 체적잠열, 체적팽창율 계산순서 요약 371
3. 혼합토 열용량/동결팽창율 프로그램 374
4. 동결팽창 실험 및 해석 385
4.1. 동결팽창 실험 385
4.2. 동결팽창 해석 385
4.3. 동결팽창 실험과 해석결과 비교 386
제3절 동결토압 발생 Mechanism 403
1. 일축변형상태에서 동결토압 403
제10장 참고문헌 408
부록 415
SMAP-T2 User's Manual 415
SMAP-T2 Verification Problems 443
판권기 477
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원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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