[표지] 1
요약문 3
목차 5
제1장 서론 22
제1절 연구배경 22
1. 철도의 출현 22
2. 속도의 경쟁 23
3. 미래의 철도 26
제2절 연구목표 및 내용 28
1. 최종 목표 28
2. 당해연도 연구목표 28
3. 당해연도 연구내용 28
4. 연차별 연구 목표 및 연구내용 28
제2장 초고속 튜브철도 국내외 현황 32
제1절 개요 32
제2절 자기부상열차 33
1. 자기부상열차의 개념 33
2. 자기부상열차의 종류 35
3. 각국의 자기부상열차 현황 43
제3절 튜브운송 시스템 57
1. 튜브운송 시스템의 개념 57
2. PCP(Pneumatic Capsule Pipeline) 와 TubeXpress 58
3. CargoCap 62
4. Vactrain 64
5. Flexitaxi 65
6. Swissmetro 67
7. 소결 69
제3장 초고속 튜브철도 구조물 개발을 위한 핵심기술 및 성능요구사항 72
제1절 개요 72
제2절 초고속 자기부상철도 선로구축물(중국 Transrapid) 74
1. 상하이 초고속 자기부상열차 프로젝트 경과 74
2. 선로구축물의 특징 75
제3절 일본 초전도 반발식 자기부상열차(야마나시 시험선) 96
1. 일본 초전도 자기부상열차의 특징 96
2. 선로 구축물 98
3. 자기부상열차 99
제4절 기본 인프라 기술 및 성능요구사항 103
1. 개요 103
2. 초고속 튜브철도 인프라의 구성 105
3. 가이드웨이 108
4. 진공튜브 116
제5절 차량 및 전기/신호 시스템과의 인터페이스 사항 121
1. 가이드웨이와 차량과의 인터페이스 121
2. 터널(튜브)과 차량 및 가이드웨이와의 인터페이스 126
3. 레일과 가이드웨이의 연결 130
4. 튜브/가이드웨이와 전기신호 장치와의 인터페이스 132
제6절 진공튜브 설계, 해석, 시공 기술 및 성능요구사항 135
1. 터널의 설계 개념 및 시공 시 고려 사항 135
2. 터널의 내진설계 166
3. 터널 콘크리트 라이닝 개요 198
4. 터널의 배수 및 방수 204
5. 터널 구조물 설계 212
6. 진공튜브 기본 요건 및 성능요구사항 242
7. 콘크리트 투기성 실험 245
8. 콘크리트 투기계수 실험 249
9. 진공튜브 기밀성 해석 260
10. 진공튜브 설계 및 해석 고려사항 282
제7절 초고속 튜브철도 가이드웨이 선형조건 300
1. 개요 300
2. 시스템 요구조건 분석 300
3. 열차속도에 따른 선형조건 분석 308
4. 소결 322
제4장 초고속 튜브철도의 안전 및 방재 324
제1절 진공튜브 안전방재를 위한 기초요구사항 분석 324
1. 터널 방식에 따른 터널방재의 장단점 조사 및 평가 324
2. 초고속튜브철도의 방재설계 및 필요사양 334
제2절 진공튜브 유지관리 및 비상대피 설비 356
1. 진공튜브 유지관리 356
2. 비상대피 설비 401
제5장 초고속 튜브철도 실현을 위한 인프라 기술 412
제1절 개요 412
제2절 건설비 추정 413
1. 고속철도 건설비 비교 415
2. 지하철 공사비 416
3. 인천 자기부상열차 418
4. 대심도철도(GTX) 418
5. 진공튜브철도 공사비 추정 419
제3절 장대 대심도 터널 시공기술 422
1. 장대 철도터널 시공방안 422
2. 장대터널 시공시 추가 고려사항 427
3. 장대터널 공사비 산정 429
4. 향후 연구계획 434
제4절 차량-가이드웨이 상호작용 해석 438
1. 개요 438
2. 자기부상 차량 및 가이드웨이 특성 439
3. 차량과 가이드웨이 상호작용 해석 443
제5절 초고속 구조물 실험적 성능평가 방안 485
1. 실험적 성능평가의 필요성 485
2. 철도분야 고성능 실험 수요개발 방안 486
3. Fast Dynamic Hybrid 실험 사양 분석 504
4. 가진주파수 변동에 의한 초고속열차 하중 재현 방안 분석 532
5. 소결론 536
제6절 비용절감형 기초침하 억제기술 538
1. 연구의 필요성 538
2. 연구 목적 및 개요 539
3. 국외 현황 조사 540
4. 유한요소 해석기법의 개발 583
5. 성토지지 말뚝공법의 설계 방법 제안 620
6. 궤도 누적소성침하량 감소를 위한 말뚝기초 활용 627
7. 결론 647
제6장 결론 및 향후 과제 650
1. 기준 및 규칙과 관련된 기술 650
2. 진공튜브와 연관된 기술 652
3. 대심도 장대 터널 시공 기술 655
4. 가이드웨이 및 분기기 관련기술 655
5. 유지관리 및 방재관련 기술 657
6. 향후 과제 구성 658
참고 문헌 664
표 1.1.1. 주요 고속철도 운영국가 25
표 2.2.1. 일본 초고속형 자기부상열차(MLX) 개발의 역사 49
표 3.2.1. 승차감과 관련된 ISO 2631 가속도 기준 79
표 3.2.2. 진동작용시간과 가속도 관계 79
표 3.2.3. 최소평면곡선반경 RH표[이미지참조] 80
표 3.2.4. 간선의 평면요소표 81
표 3.2.5. 최소 수직곡선반경 Rv[이미지참조] 82
표 3.2.6. 수직곡선의 완화곡선 산출표 82
표 3.2.7. 가이드웨이 변형 규정 87
표 3.3.1. 야마나시 선의 첫 번째 자기부상열차에 관한 데이터 100
표 3.3.2. 독일의 TR 시스템과 일본의 초전도 자기부상 시스템의 주행 특징 비교 102
표 3.4.1. 초고속 튜브철도 가이드웨이 기능 109
표 3.4.2. 진공의 정도 117
표 3.5.1. 자기부상열차 가이드웨이 인터페이스 요소 126
표 3.5.2. 터널(튜브)와 가이드웨이/차량과의 인터페이스 요소 128
표 3.5.3. Lim 방식 자기부상열차의 레일 설치공차 132
표 3.5.4. 터널(튜브)와 가이드웨이/전기신호 장치 인터페이스 134
표 3.6.1. 터널용도에 따른 ESR 138
표 3.6.2. 굴착공법의 분류 147
표 3.6.3. 보조공법의 종류 및 기대효과 149
표 3.6.4. 수치해석에 의한 설계 검토사항 151
표 3.6.5. 설계단계에서 라이닝의 구조적 기능을 검토하는 경우 및 구조계산방법 153
표 3.6.6. 외부점검에서 지보시공에 대해 자주 지적되는 사항 159
표 3.6.7. 한계각변형 허용치(Bjerrum) 163
표 3.6.8. 터널의 내진성능 목표 171
표 3.6.9. 터널의 성능수준별 설계거동한계 171
표 3.6.10. 재현주기 500년에 대한 지반종류별 지진계수 172
표 3.6.11. 위험도 계수 173
표 3.6.12. 지진구역II의 지표면가속도계수(rm Cₐ; Cv)[이미지참조] 173
표 3.6.13. 해석위치 선정 176
표 3.6.14. 고유주기별 스펙트럼가속도 185
표 3.6.15. 각 층별 탄성계수 산정 185
표 3.6.16. 각층별 상부에서의 상대변위값 186
표 3.6.17. 각 절점의 상대변위 189
표 3.6.18. 지반의 응답변위에 의한 토압증분, P 190
표 3.6.19. 휨-전단 저항비 검토 191
표 3.6.20. 자유장 지반 변형도에 의해 라이닝에 가해지는 변형도 191
표 3.6.21. 터널의 방수등급별 허용누수량 210
표 3.6.22. 설계하중 213
표 3.6.23. 설계방법 214
표 3.6.24. 허용응력 설계법 214
표 3.6.25. 강도 설계법 214
표 3.6.26. 하중조합 215
표 3.6.27. 구조물 설계결과 및 적용예 216
표 3.6.28. 기타 검토사항 217
표 3.6.29. 도심지 터널계획시 고려사항 218
표 3.6.30. 라이닝 설계현황 218
표 3.6.31. 투기계수 실험 결과(수중치환법) 256
표 3.6.32. 각 배합 별 평균 투기계수 및 표준편차 257
표 3.6.33. 투기계수 실험 결과(Torrent 법) 259
표 3.6.34. 관련 계수 및 치수 268
표 3.6.35. 배합조건에 따른 강도와 투기계수 269
표 3.7.1. Transrapid 가속도 및 저크 한계 306
표 4.1.1. 각국의 터널안전에 대한 규정 및 관행 331
표 4.1.2. 신규철도 건설에서 터널방식에 따른 위험도분석 결과(스칸디나비아 반도) 334
표 4.2.1. 계측항목의 선정 362
표 4.2.2. 지반조건에 따른 계측항목의 선정 365
표 4.2.3. 계측기의 종류 366
표 4.2.4. 내공변위 및 천단침하의 측정빈도 371
표 4.2.5. 운영방식에 따른 계측 시스템의 장단점 376
표 4.2.6. 도로터널 방재시설의 설치기준 402
표 4.2.7. 철도터널 방재시설 설치기준 404
표 4.2.8. 위험도 등급에 따른 권장 교차 통로 간격 407
표 5.2.1. 각국의 고속철도공기 및 비용비교 416
표 5.2.2. 지하철 및 경량전철 사업비 417
표 5.2.3. 대심도 철도 추정 사업비 419
표 5.2.4. 스위스메트로 인프라 건설비 추정액(1997년 기준) 419
표 5.3.1. D&B 및 TBM 공법 비교 424
표 5.3.2. TBM 최대 굴진길이 비교 425
표 5.3.3. 시공위치별 TBM철도터널 공사비 비교 431
표 5.3.4. TBM 굴착단면적별 장비능력 비교 432
표 5.3.5. TBM 시간당 작업량 비교 433
표 5.3.6. TBM 시간당 작업량에 따른 손율 비교 434
표 5.4.1. 동적해석제원 484
표 5.5.1. NEES에서 선정된 실험장비 489
표 5.5.2. 철도시설물 통합성능시험 시스템의 주요사양 502
표 5.5.3. 시험기법 간 차이점 518
표 5.6.1. 지오그리드의 상대침하량 575
표 5.6.2. 말뚝의 침하량 575
표 5.6.3. 사용 모델 및 물성치 586
표 5.6.4. 지반 및 말뚝재료의 물성치 591
표 5.6.5. 토목섬유 적용성 검토를 위한 설계조건 600
표 5.6.6. 토목섬유 설계조건 검토를 위한 노반 물성치 603
표 5.6.7. 토목섬유보강 성토지지말뚝의 설계정수 604
표 5.6.8. 설계조건별 유한요소해석 결과 620
표 5.6.9. 설계 방법에 따른 응력감소비 621
표 5.6.10. 현행 설계방법 및 수치해석으로 산정된 응력감소비 622
표 5.6.11. 국내 고속철도 콘크리트궤도 노반의 다짐도 및 두께 629
표 5.6.12. 흙의 종류에 따른 계수 a, m, b의 대표적인 값 630
표 5.6.13. 노반 및 원지반의 물성치 634
표 5.6.14. 궤도 재료 및 말뚝의 물성치 634
표 5.6.15. 말뚝 배치 및 지반조건에 따른 누적소성침하량 643
표 5.6.16. 단위길이 당 말뚝개수가 동일한 경우 말뚝 배치에 따른 누적소성침하량 645
그림 2.2.1. 강재 휠-레일 33
그림 2.2.2. 대향 부상방식 38
그림 2.2.3. 측벽부상방식 39
그림 2.2.4. 초전도 반발식 자기부상철도의 가이드웨이 및 대차 구조 39
그림 2.2.5. 상전도 흡인식 자기부상열차 41
그림 2.2.6. 선형전동기의 개념 42
그림 2.2.7. Emsland 시험선 사고 현장 45
그림 2.2.8. 세계최초 상용화된 상하이~푸동항 초고속 노선 46
그림 2.2.9. 일본의 초전도 자기부상열차 MLX 48
그림 2.2.10. 일본 동부구릉선 자기부상열차(LINIMO) 50
그림 2.2.11. GA사의 영구자석을 이용한 자기부상시스템 51
그림 2.2.12. GA사 자기부상열차의 가이드웨이 형상 52
그림 2.2.13. GA사의 시험선 궤도 52
그림 2.2.14. Birmingham maglev 53
그림 2.2.15. Zhonghua 01 54
그림 2.2.16. 자오다 자기부상 CFC-01 55
그림 2.3.1. 1950년까지 뉴욕에서 우편물 수송에 사용된 공압튜브 시스템 59
그림 2.3.2. 일본에서 개발된 두가지 형태의 PCP 60
그림 2.3.3. 일본 구쥬에서 석회암 운반에 사용되는 PCP 61
그림 2.3.4. 터널 공사에 쓰이는 가설용 PCP와 캡슐 61
그림 2.3.5. 지하에 자리 잡은 지역거점 화물터미널 63
그림 2.3.6. 파이프라인 시공방법 64
그림 2.3.7. Trans Atlantic Maglev 65
그림 2.3.8. Flextaxi 인프라 개념도 66
그림 2.3.9. Swissmetro 개념도 68
그림 3.2.1. 첫 번째 guideway 운송 모습 75
그림 3.2.2. 가이드웨이 궤도 구조 77
그림 3.2.3. 상하이 시범선로 81
그림 3.2.4. 직선부와 곡선부 가이드웨이 거더 모습 83
그림 3.2.5. 독일 Emsland 시험선 가이드웨이 거더의 변천 85
그림 3.2.6. Transrapid 터널구조 86
그림 3.2.7. PS 콘크리트 복합거더 90
그림 3.2.8. 강재 복합거더 91
그림 3.2.9. 교각구조 93
그림 3.2.10. 기초말뚝의 하부구조 94
그림 3.2.11. 기능장치 배치도 95
그림 3.3.1. U형 초전도 자기부상철도 선로 97
그림 3.3.2. 부상원리와 가이드원리 97
그림 3.3.3. 초전도 자기부상방식에서의 분기방식 99
그림 3.3.4. 야마나시 시험선의 첫 번째 자기부상열차 100
그림 3.3.5. 초전도식 자기부상열차의 전향차 101
그림 3.3.6. 초전도 자성체 101
그림 3.4.1. 철도하중 104
그림 3.4.2. 형태에 따른 초고속 튜브 인프라 개념도 107
그림 3.4.3. 자기부상열차의 열차하중 분포 110
그림 3.4.4. 자기부상열차 가이드웨이 적용 튜브철도 개념도 111
그림 3.4.5. 속도와 air gap 변동량의 관계 115
그림 3.4.6. 고도에 따른 대기압 116
그림 3.5.1. 휠레일 방식 하중 전달 메카니즘 122
그림 3.5.2. 자기부상 방식 하중전달 메카니즘 124
그림 3.5.3. 지상 및 지하구간의 튜브구조물 128
그림 3.5.4. Lim 방식 자기부상열차의 레일과 가이드웨이 거더 연결장치 131
그림 3.5.5. LSM방식의 레일과 가이드웨이 연결부 132
그림 3.6.1. 터널과 개착구조물에 작용하는 하중예 136
그림 3.6.2. 터널지보재와 개착구조물의 하중반응 개념도 136
그림 3.6.3. 터널의 입지조건별 지반과 지보재 반응예 137
그림 3.6.4. 터널 단면예(복선지하철) 140
그림 3.6.5. 터널단면 예 141
그림 3.6.6. 환기 공간을 고려한 터널단면 142
그림 3.6.7. 터널형상과 측압계수의 상관성에 따른 터널주변의 응력집중 143
그림 3.6.8. 동일 지보패턴에 대한 배수 터널과 비배수 터널단면 예(지하철 터널) 144
그림 3.6.9. 대단면 터널단면 형상예 144
그림 3.6.10. 굴착 폭과 RMR에 따른 무지보 자립시간 146
그림 3.6.11. 굴착단계별 파괴 유형 155
그림 3.6.12. 터널거동과 관련한 요인 156
그림 3.6.13. 절리간격의 영향 157
그림 3.6.14. 분할굴착시의 응력재분배 형태(Muller) 158
그림 3.6.15. 터널굴착에 의한 지표면 침하형태 162
그림 3.6.16. 건물의 한계각변형의 정의 162
그림 3.6.17. 고정식대차 및 가동식대차 164
그림 3.6.18. 내진안전성 확보 절차 167
그림 3.6.19. 건교부기준에 따른 설계응답스펙트럼 173
그림 3.6.20. 내진해석 절차 및 설계지진 176
그림 3.6.21. 단면력도 179
그림 3.6.22. 개착터널 라이닝 콘크리트에 걸리는 전단검토단면 183
그림 3.6.23. 횡방향 단면의 상대변위량 계산을 위한 모델 184
그림 3.6.24. 개착터널의 해석모델 186
그림 3.6.25. 진공튜브 시스템의 개요 244
그림 3.6.26. Darcy의 흐름 법칙 설명을 위한 개요도 246
그림 3.6.27. 수중치환법에 의한 투기계수 시험방법의 모식도 248
그림 3.6.28. Torrent 법에 의한 투기계수 시험방법의 모식도 249
그림 3.6.29. 콘크리트 시편 제작 251
그림 3.6.30. 방수재 적용 시편 251
그림 3.6.31. 공기량 시험 및 슬럼프 플로우 시험 252
그림 3.6.32. 공기량 및 슬럼프 변화 253
그림 3.6.33. 압축강도 시험 254
그림 3.6.34. 수중치환법을 이용한 시험 255
그림 3.6.35. 배합조건에 따른 투기계수 비교 257
그림 3.6.36. Torrent법을 이용한 시험 258
그림 3.6.37. 배합 및 강도별 투기계수(Torrent법 사용 결과) 260
그림 3.6.38. 외부기체 유입 개념도 261
그림 3.6.39. 가정 진공튜브 구조물 단면 268
그림 3.6.40. 시간에 따른 진공튜브 내부 기압 상승 곡선 270
그림 3.6.41. 배합 1에 대한 튜브 내부직경 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 273
그림 3.6.42. 배합 2에 대한 튜브 내부직경 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 273
그림 3.6.43. 배합 3에 대한 튜브 내부직경 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 274
그림 3.6.44. 배합 4에 대한 튜브 내부직경 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 274
그림 3.6.45. 배합 1에 대한 튜브 두께 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 275
그림 3.6.46. 배합 2에 대한 튜브 두께 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 275
그림 3.6.47. 배합 3에 대한 튜브 두께 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 276
그림 3.6.48. 배합 4에 대한 튜브 두께 변화에 따른 기압 상승 곡선의 변화 276
그림 3.6.49. 튜브 내부 직경에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 0.2기압) 277
그림 3.6.50. 튜브 내부 직경에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 0.5기압) 277
그림 3.6.51. 튜브 내부 직경에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 1기압) 278
그림 3.6.52. 튜브 두께에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 0.2기압) 278
그림 3.6.53. 튜브 두께에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 0.5기압) 279
그림 3.6.54. 튜브 두께에 따른 기압 상승 소요 시간(0.1기압 -〉 1기압) 279
그림 3.6.55. 배합 1에 대한 기압상승도(평균 및 표준편차) 280
그림 3.6.56. 배합 2에 대한 기압상승도(평균 및 표준편차) 281
그림 3.6.57. 배합 3에 대한 기압상승도(평균 및 표준편차) 281
그림 3.6.58. 배합 4에 대한 기압상승도(평균 및 표준편차) 282
그림 3.6.59. 콘크리트의 전형적인 소성 수축 균열 284
그림 3.6.60. 침하로 인한 균열발생 285
그림 3.7.1. 최소 평면곡선 반경 301
그림 3.7.2. Transrapid와 일반 Wheel-on-rail 시스템의 최급구배 비교 302
그림 3.7.3. 최대 캔트 303
그림 3.7.4. 최소 종곡선 반경 303
그림 3.7.5. 평면틀림 한계 304
그림 3.7.6. 자기부상 선로의 선형오차 요소 308
그림 3.7.7. 평면곡선 반경과 횡방향 불평형 가속도 309
그림 3.7.8. 속도와 평면곡선 반경 관계 311
그림 3.7.9. 캔트각에 따른 평면곡선 반경 최소값 312
그림 3.7.10. 종구배와 종곡선에 따른 평면곡선 반경 최소값 312
그림 3.7.11. 종곡선 반경과 수직방향 가속도 314
그림 3.7.12. 평면직선에서 속도와 종곡선 반경 관계 314
그림 3.7.13. 종구배 및 평면곡선이 있는 경우의 종곡선 반경 315
그림 3.7.14. 완화곡선의 종류 316
그림 3.7.15. 속도와 완화곡선 최소 길이 321
그림 4.1.1. 단굴복선터널의 개념도 325
그림 4.1.2. 단선병렬터널의 개념도 325
그림 4.1.3. 단굴 단선터널에서 10MW의 열차화재가 발생한 지 4분 후... 327
그림 4.1.4. 단굴 복선터널에서 10MW의 화재가 발생한 지 4분 후 CFD... 329
그림 4.1.5. 스위스의 남부-북부 철도망 335
그림 4.1.6. 스위스의 뢰치베르크 터널과 고타르드 터널 336
그림 4.1.7. 스위스 뢰치베르크 터널(연장 34km)의 터널 입구 336
그림 4.1.8. 고타르드 터널 공사 338
그림 4.1.9. 고타르드 터널 내부의 세드룬(Sedrun) 지하역사(구난역) 339
그림 4.1.10. 고타르드 터널 내부의 세드런(Sedrun) 지하역사의 수직 엘리베이터 340
그림 4.1.11. 고타르드 터널(축척에 따른 그림이 아니며 실제로 더 많은 횡갱이 있음) 344
그림 4.1.12. 안전을 고려한 뢰츠베르크 터널구조 345
그림 4.1.13. 고타르드터널의 지하구난역(뢰츠베르크 터널의 구난역과 유사) 349
그림 4.1.14. 고타르드 터널의 횡갱 351
그림 4.1.15. 구난역 이외 구간에서의 사고 발생 터널에 대한 선택적 환기설비 개념도 351
그림 4.2.1. 지표침하의 측정구간(종단방향) 370
그림 4.2.2. 영구 계측 자동화 시스템의 상관관계 378
그림 4.2.3. Tunnel scanning system의 원리 379
그림 4.2.4. 터널 단면 측정 379
그림 4.2.5. 3차원 변형 측정의 원리 380
그림 4.2.6. 3차원 측정표준 단면 381
그림 4.2.7. 3차원 측정의 자유로운 위치 선정의 예 381
그림 4.2.8. 파리 지하철 Bercy역사 계측도 391
그림 4.2.9. 광섬유 센서 지중변위계 391
그림 4.2.10. 파리소재 Chatelet 지하철 역사 계측 단면도 392
그림 4.2.11. 진공튜브 열차 시스템의 개념도 396
그림 4.2.12. 압력 누설 보충 유형 397
그림 4.2.13. 압력 누설-보충 패턴에 따른 펌프 용량(압력 누설 허용량 90%) 398
그림 4.2.14. 압력 누설-보충 패턴에 따른 펌프 용량(압력 누설 허용량 80%) 399
그림 4.2.15. 각 case 별 요구되는 펌프용량 400
그림 4.2.16. 수직갱 설치 개요도 405
그림 4.2.17. 유효 연장에 따른 위험도 등급 분류 406
그림 4.2.18. 솔안터널 구난역 408
그림 4.2.19. 세이칸 터널의 방재설비 및 대피로 409
그림 4.2.20. Lötschberg Base 터널의 구난역 410
그림 5.3.1. Drilling & blasting 공법의 적용 예 422
그림 5.3.2. TBM 장비 예 423
그림 5.3.3. TBM 터널 밀폐방식 예 426
그림 5.3.4. 횡갱 굴착용 장비 예 428
그림 5.3.5. 연직갱 굴착용 장비 예 429
그림 5.4.1. 자기부상차량 시스템 440
그림 5.4.2. 시스템별 가이드웨이 443
그림 5.4.3. 자기부상열차의 스프링-댐퍼 모델 447
그림 5.4.4. 자기부상열차의 스프링-댐퍼 모델 447
그림 5.4.5. 차체의 자유물체도 448
그림 5.4.6. 전자석의 기본제원 453
그림 5.4.7. 공극과 전자기력, 전류와의 상관관계 455
그림 5.4.8. 공극함수에 따른 자기력의 변화 계산 455
그림 5.4.9. 가이드웨이의 모형화 458
그림 5.4.10. 요소모델 459
그림 5.4.11. 개루프 컨트롤(Open Loop Control) 시스템 469
그림 5.4.12. 폐루프 컨트롤(Closed Loop Control) 시스템 469
그림 5.4.13. 시스템(System)과 상태 평가기(State Estimator) 473
그림 5.4.14. 확률적 상태평가 474
그림 5.4.15. 선형 2차 가우시안 제어기 477
그림 5.4.16. 선형 2차 가우시안 조정기 478
그림 5.5.1. NEES 개념도 488
그림 5.5.2. NEES 실험시설 배치도 490
그림 5.5.3. NEES 참여 구성원 491
그림 5.5.4. University at Buffalo의 시험시설 492
그림 5.5.5. University of Nevada, Reno의 시험시설 492
그림 5.5.6. Berkeley 대학의 시험시설 493
그림 5.5.7. KOCED 사업의 비전 494
그림 5.5.8. KOCED 실험시설 496
그림 5.5.9. KOCED CI 497
그림 5.5.10. 하이브리드 구조실험시설 498
그림 5.5.11. 다지점 가진 대용량 지진모사 실험시설 499
그림 5.5.12. 실대형 철도시설물 통합성능시험 시스템 501
그림 5.5.13. 실대형 철도시설물 통합성능시험 시스템의 주요 구성 장비 및 시설 503
그림 5.5.14. 하이브리드 시뮬레이션을 위한 기본 과정 505
그림 5.5.15. 준정적시험(Quasi-Static Test)을 위한 하드웨어 구성 511
그림 5.5.16. 유사동적시험의 개요 513
그림 5.5.17. 유사동적시험의 예 514
그림 5.5.18. Real time hybrid test 516
그림 5.5.19. 실시간 하이브리드 시험 시스템 하드웨어 구성 517
그림 5.5.20. 하이브리드 시험 시스템 P2P 개념도 521
그림 5.5.21. UI-SimCor 2.6을 이용한 서로 다른 위치 및 제어소프웨어를 가진... 523
그림 5.5.22. 실시간 복합제어를 통한 구조실험 526
그림 5.5.23. UI-SimCor ver 2.6의 사용 예 527
그림 5.5.24. OpenSees 홈페이지 및 OpenSees Pre-processor and Post-Processor 529
그림 5.5.25. 일반적인 프로그램 팩키지의 구성과 소프트웨어 프레임웍의 구성 531
그림 5.5.26. OpenSees의 입력 531
그림 5.5.27. OpenSees Navigator User Interface 532
그림 5.5.28. 동적 액츄에이터 533
그림 5.5.29. 재하하중의 진폭 534
그림 5.5.30. 가진주파수에 따른 구조물 가속도 응답의 차이 535
그림 5.5.31. 동적 재하하중 진폭 따른 구조물 가속도 응답의 차이 535
그림 5.6.1. 중국 상하이 초고속 열차 선로의 푸팅 부 말뚝기초 배치 541
그림 5.6.2. 선로 부등침하 방지를 위한 3방향 조절 베어링 542
그림 5.6.3. 선로 검측 및 유지보수를 위한 차량 543
그림 5.6.4. 말뚝기초로 지지되는 선로 개념도 544
그림 5.6.5. 모서리에 말뚝을 집중적으로 배치한 기초설계 예... 546
그림 5.6.6. 말뚝기초로 지지된 성토체 개념도 547
그림 5.6.7. 성토 지지말뚝 설치 모습 547
그림 5.6.8. 토목섬유 보강 말뚝지지 성토공법 개념도 549
그림 5.6.9. 토목섬유보강 성토지지말뚝의 하중전달 원리 550
그림 5.6.10. 성토체를 지지하는 말뚝기초의 단면 분포 555
그림 5.6.11. BS8006의 한계성토높이 개념(Kempton 등, 1998) 556
그림 5.6.12. Hewlett과 Randolph(1988)의 아칭 모델 559
그림 5.6.13. 스웨덴 방법의 아칭모델 563
그림 5.6.14. aₛ과 C₁ 관계 571
그림 5.6.15. aₛ과 C₂의 관계 572
그림 5.6.16. 침하량 계산 조건 575
그림 5.6.17 말뚝지지 성토공법 적용현장(I-95 고속도로와 1번 국도의 인터체인지) 576
그림 5.6.18. 지층분포 578
그림 5.6.19. 시험 성토체의 단면도 579
그림 5.6.20. 토압계 설치 위치 581
그림 5.6.21. 컬럼을 좁게 배치한 경우의 토압 측정 결과 582
그림 5.6.22. 컬럼을 넓게 배치한 경우의 토압 측정 결과 582
그림 5.6.23. 수치해석 영역 583
그림 5.6.24. 지층 분포 584
그림 5.6.25. 유한요소망 585
그림 5.6.26. 수치해석 결과와 토압 측정결과의 비교 587
그림 5.6.27. 수치해석 영역 588
그림 5.6.28. 지층 조건 589
그림 5.6.29. 유한요소망 590
그림 5.6.30. 토목섬유, 말뚝, 연약지반에 전달되는 응력의 분류 593
그림 5.6.31. 토목섬유의 인장강성에 따른 SRR상부의 변화[이미지참조] 595
그림 5.6.32. 토목섬유의 인장강성에 따른 SRR하부의 변화[이미지참조] 596
그림 5.6.33. 토목섬유의 인장강성에 따른 E하부의 변화[이미지참조] 598
그림 5.6.34. 토목섬유의 인장강성에 따른 E상부의 변화[이미지참조] 598
그림 5.6.35. 토목섬유 설계조건 검토를 위한 표준 쌓기 형상 600
그림 5.6.36. 해석조건별 검토단면 601
그림 5.6.37. 해석프로그램에서의 절점위치와 응력측정점 602
그림 5.6.38. Case-1의 시공순서(쌓기고 10m, 연약층후 토목섬유 1장, EA 4000kN/m) 605
그림 5.6.39. 상재하중 산정을 위하여 적용한 콘크리트궤도 단면 606
그림 5.6.40. CASE-1인 경우 토목섬유의 인장력 분포(Max=9.05t/m) 608
그림 5.6.41. CASE-2인 경우 토목섬유의 인장력 분포 609
그림 5.6.42. CASE-3인 경우 토목섬유의 인장력 분포 610
그림 5.6.43. 토목섬유의 잔류침하량(CASE-1) 611
그림 5.6.44. 토목섬유의 잔류침하량(CASE-2) 612
그림 5.6.45. 토목섬유의 잔류침하량(CASE-3) 613
그림 5.6.46. 말뚝에 작용하는 휨모멘트 614
그림 5.6.47. 공용후의 연직변위 특성(CASE-1) 615
그림 5.6.48. 공용후의 연직변위 특성(CASE-2) 616
그림 5.6.49. 공용후의 연직변위 특성(CASE-3) 617
그림 5.6.50. 조건별 제체 활동안정성(계속) 619
그림 5.6.51. 삼각형 배치의 경우 말뚝 분담 하중을 구하기 위한 영향 반경 625
그림 5.6.52. 삼각형 배치의 경우 말뚝 분담 하중을 구하기 위한 영향 반경 625
그림 5.6.53. 토공구간 콘크리트궤도 형식 628
그림 5.6.54. 수치해석 모델 모식도 632
그림 5.6.55. 말뚝을 1열로 설치한 경우의 하중재하 후 수직응력 분포 633
그림 5.6.56. 말뚝을 3열로 설치한 경우의 수치해석 요소망 635
그림 5.6.57. 말뚝 배치 형태 638
그림 5.6.57. 말뚝 배치 형태(계속) 639
그림 5.6.57. 말뚝 배치 형태(계속) 640
그림 5.6.58. 말뚝 설치 개수에 따른 누적소성침하량의 변화 642