[표지]
요약문
Summary
목차
제1장 서론 11
1. 연구배경 및 필요성 11
2. 연구의 비전 및 목표 13
3. 연구내용 및 방법 16
4. 연구 추진체계 및 전략 21
제2장 당해연도 연구성과(1차년도) 22
1. 대표성과 22
1.1. 자유단면 굴착기 커팅헤드의 설계기법 분석 및 설계(안) 도출 22
1.2. 박층 폴리머 라이너의 성능평가 및 개발방향(안) 도출 36
1.3. 지하공간 계측을 위한 자기장 통신 대응 계측기 선정 47
1.4. 휴대용 고압 그라우팅 펌프 설계(안) 도출 50
1.5. 고수압 지하수 환경에서의 주입 성능평가 기법 개발 55
1.6. 바이오폴리머 기술을 이용한 압축강도 15 MPa 흙 조성물 개발 62
1.7. 도심지 주방식 지하구조의 설계개념(안) 도출 70
2. 1차년도 연구성과(Outcome) 91
2.1. 1차년도 연구성과의 우수성 91
2.2. 당해연도의 정량적 성과 92
2.3. 연구성과의 파급효과 93
제3장 결론 95
참고문헌 99
서지자료 102
Bibliographic Data 103
판권기 104
표 1.1. 연차별 연구목표 및 연구내용 16
표 1.2. 본 연구과제의 WBT 달성 목표 20
표 2.1. 로드헤더의 설계를 위한 데이터베이스 항목 23
표 2.2. 데이터베이스의 통계분석을 통해 도출된 로드헤더 설계용 회귀식 25
표 2.3. 본 연구에서 고안한 중규모 선형절삭실험 장비의 설계 사양 34
표 2.4. 성능평가 시험에 사용된 TSL 재료 특성 38
표 2.5. 자기장 통신 기반 무선계측기의 개발 우선순위에 따른 적용성과 주요 특징 48
표 2.6. 공압식 그라우팅 펌프의 성능기준 52
표 2.7. 공압식 그라우팅 펌프의 3D 시뮬레이션을 위한 입력변수 및 결과값 53
표 2.8. 공압식 그라우팅 펌프의 3D 모션스터디 과정 54
표 2.9. 용액형 그라우트 재료의 점도에 따른 주입성능 실험조건 58
표 2.10. 다양한 조건의 흙 조성비 62
표 2.11. 액·소성 시험 결과 64
표 2.12. 전자파 열처리 시편의 배합비 68
표 2.13. 주방식 공법에 적용된 지보패턴 85
표 2.14. 2아치 터널 공법에 적용된 지보패턴 86
표 2.15. 본 연구에서 고려한 주방식 공법과 2아치 터널 공법의 굴착 단계 설정 89
그림 1.1. 개발될 기술의 주요 활용분야 13
그림 1.2. 기존 기술의 한계를 극복하기 위한 지하굴착 솔루션의 개발배경 및 이를 활용하는... 14
그림 1.3. 연구과제의 연차별 목표와 최종 목표 15
그림 1.4. 본 연구과제의 추진체계 개념도 21
그림 1.5. 중소기업과의 융·복합 협력 체계 21
그림 2.1. 데이터베이스에 포함된 로드헤더 제작사 자료 현황 23
그림 2.2. 워크시트 형태로 구축된 로드헤더의 데이터베이스(총 143개) 24
그림 2.3. 워크시트 형태로 구축된 픽커터의 데이터베이스(총 213개) 24
그림 2.4. 본 연구에서 정립한 자유단면 굴착기의 설계 흐름도 26
그림 2.5. 픽커터의 배열설계 예(커팅헤드의 전개도) 28
그림 2.6. 본 연구과제의 1차년도에 제작한 자유단면 굴착기 설계용 스프레드시트 30
그림 2.7. 제작된 스프레드시트에 의한 커팅헤드의 배열 설계 예 31
그림 2.8. 본 연구에서 고안한 중규모 선형절삭실험 장비의 3차원 도면 35
그림 2.9. 재료 M의 재료분석 결과(예) 37
그림 2.10. 재료 T의 재료분석 결과(예) 37
그림 2.11. 재령에 따른 TSL의 평균 인장강도 39
그림 2.12. 재령기간에 따른 TSL 부착강도 40
그림 2.13. 재령에 따른 TSL 코팅시편의 일축압축강도 41
그림 2.14. TSL 코팅 시편의 일반적인 파괴 양상(재령 7일) 41
그림 2.15. 암석 시편 및 TSL 코팅 시편의 응력-변형률 곡선 42
그림 2.16. GSL 및 LBS 시험에 의한 재령기간별 평균 최대하중 43
그림 2.17. 진동계 자기장 통신 플랫폼의 1차 시작품 49
그림 2.18. 공압식 그라우팅 펌프의 단면도 51
그림 2.19. 공압식 그라우팅 펌프의 작동원리 53
그림 2.20. 본 연구에서 도출한 평행평판 그라우트 주입 장치 개요도 56
그림 2.21. 구축된 평행평판 그라우트 주입 장치 56
그림 2.22. 그라우트 주입실험 결과 예(균열폭 0.125 mm, 물) 58
그림 2.23. 용액형 그라우트 주입실험시 막힘현상 사례(균열폭 0.125 mm, 점도 359cps) 59
그림 2.24. 지반 균열 폭에 따른 투수계수 평가 (주입압 5 ㎏/㎠) 60
그림 2.25. 점도에 따른 투수성 평가 (주입압 5 ㎏/㎠) 60
그림 2.26. 지반균열 폭에 따른 완전막힘까지의 소요시간 분석 (주입압 5 ㎏/㎠) 61
그림 2.27. 상온배합 과정 63
그림 2.28. 바이오폴리머 열처리 과정 63
그림 2.29. 현장발생토와 바이오폴리머 수용액 열처리 과정 64
그림 2.30. 전자파를 이용한 열처리 과정 64
그림 2.31. 다양한 간극비 조건에서의 비배수 전단강도 65
그림 2.32. 다양한 함수비 및 간극비 조건에서의 바이오폴리머 혼입토의 비배수 전단강도 66
그림 2.33. 바이오폴리머 혼합토의 압축강도 측정 전경 67
그림 2.34. 배합조건별 최대 압축강도 67
그림 2.35. 전자파 열처리 시편 제작 68
그림 2.36. 전자파 열처리 시의 바이오폴리머 혼합토의 측정 압축강도 68
그림 2.37. 바이오폴리머 처리 흙 벽체의 시공 전·후 장면 69
그림 2.38. 바이오폴리머 혼합토에 의한 법면 피복 시공 장면 69
그림 2.39. 암주 강도 검토를 위한 수치해석 모식도 72
그림 2.40. 암주의 형상비와 암주 강도와의 관계 72
그림 2.41. 암주의 응력-변형 곡선의 예 73
그림 2.42. 수치해석 결과(ω/H=0.8) 73
그림 2.43. 수치해석 결과와 기존 경험식 비교 74
그림 2.44. 암주의 형상비에 따른 암주강도와 암반 압축강도의 비교 75
그림 2.45. 수치해석 모델의 개략도와 수치해석에 사용된 해석 격자의 예 77
그림 2.46. 각 하중 단계에서 주방식 구조의 인장 파괴와 소성 상태 78
그림 2.47. 상재하중 비와 암주와 천장부 형상비에 따른 초기이완대 발생 위치 79
그림 2.48. 주방식 채광법과 차별화된 주방식 지하구조의 설계단계(안) 81
그림 2.49. 주변 배수공에 의한 주방식 지하공간의 외곽 지하수위 저감 개념(안) 82
그림 2.50. 주변 널말뚝 시공에 의한 주방식 지하공간 외곽 지하수위의 저감 개념(안) 83
그림 2.51. 주방식 지하공간 천단부의 수압저감을 위한 수발공과 뿜어붙힘 방수재료를 이용한... 84
그림 2.52. 주방식 공법과 비교 대상 2아치 터널의 3차원 이미지 85
그림 2.53. 안정성 해석을 위한 유한요소 모델 87
그림 2.54. 굴착으로 인해 발생된 변위와 전단응력/전단강도 비율의 분포도 87
그림 2.55. 숏크리트에 발생된 주응력과 변위 분포도 88
그림 2.56. 암반 등급별 단위체적당 공사비 비교 (주방식 지하구조의 암주 개수=4개) 90
그림 2.57. 암주 개수의 증가에 따른 단위체적당 공사비 감소 90
그림 3.1. 1차년도 연구성과에 기반한 2차년도 및 3차년도 이후의 연구성과 목표 개요도 98