휴긍정의 사소한 만족

소음과 진동 (터널, 구조물)

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터널에도 사용되고,
기본적인 진동은 엔지니어에게 풀기 어려운 숙제이면서 답답한 숙제이다.



주요 원인은 진원일테고 그것을 잡아주는 댐퍼나 구조물의 구조의 문제가 있을 수 있다. 그렇게 쉬운 문제라면 보강을 하거나 다른 더 좋은 댐퍼를 설치하거나 운전 방식을 변경하여 온도나 압력을 조절하는 법이 있을 수 있겠다.

하지만 보통의 문제는 원인은 모르는데 떨리고 흔들리고 하는데 있다. 정말 Rule of Thumb 이나 Try and Error 만이 유일한 방법.


1. 측정
- 진동을 측정하는 것은 여러가지 방법이 있지만 속도를 이용하여 기준치에 들어오는지 확인하는 방법이 있다. (mm/s RMS, root mean squre, 평균제곱근)
- 운동량은 질량과 속도의 곱으로 구하기 때문에 구조물의 운동하는 속도를 알아내어 그 영향을 판단하고, 그에 따라 속도 기준을 두어 진동을 관리한다.
- 국내 기준은 문화재 0.2 kine(cm/s), 주거지구 0.5, 콘크리트 4 이상 등으로 관리하고
- DIN4150-3 (1999) 에 따르면 상업용 건물 10mm/s, 주거지구 5, sensitive 관련은 2.5 로 국내와 비슷한 것을 확인할 수 있고,
- 다른 참고자료는 속도와 진동수(Frequency, Hz, f=1/T) Table 화 하여 Problem, Concern, Acceptable 단계로 나누고, 진동수가 클수록 같은 속도에서도 인정할만한 진동으로 볼 수 있다.

2. 분석 및 보강
- 최소화 하는 것을 목표로 속도가 크고 진동이 큰 부분을 찾아 보강을 하고 (bracing 등) 지속적인 측정을 통해 (휴대용 진동 측정기 등) Limit 안으로 관리되고 있는지 확인할 필요가 있다.
- 발생하는 진동의 크기가 실제 Sway 범위 안에 들어오는지도 확인이 필요하며, 각종 보강을 통해 진동을 줄이는 방안을 선택하고 지속적으로 시도해야 한다.



소음은 야간은 50dB 이하로 관리 낮에는 학교지역만 65, 나머지는 70까지 가능.

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Gravel Compaction Pile (Stone Column) GCP, SCP, Bulging 팽창파괴

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키워드 : 강도증진, 공극


1. 목적 :
- upgrade bearing capacity, reduce different settlement
- 연약지반 개량, 대규모, 심층혼합처리, 준설치환
- 높은 다짐에너지를 이용하여 Gravel 을 압입
- 밀도 증대, 액상화 방지, 수평저항력 증대 (사질)
- 전단강도 및 지지력 증가, 측방변위 억제, 압밀침하량 저감 (점토)
  - 개량 범위가 크고 부등침하를 막아야 하는 Large-Diameter Storage Tank 등에 사용.

이용 : 쇄석, 잠석, 폐건설골재 등 투수성 높은 재료로 Vibrocompozer 이용.

치환율 : 30~70%. 경제성에 대한 고찰 필요. 저치환율 공법 개발 필요.

지지력 : 2~7배 증가. 시공전, 시공후 개량 검사 시험 필요. (PBT, SPT, Vane, etc.) 혹은 실제 정재하 시험 필요.

2. 시공순서 : Vibration
- Vibro hammer/Casing/Hopper -> Insert and filling -> Extracting
- 준비/측량/감독/계측/재료확보 - 리더/연직도 - Water Jet -

3. 거동 : 구성 재료가 분산되는 비강성, 기초와는 다르게 팽창파괴거동. 하중을 가하면 부풀어지며 영향 지역까지 흙의 응력을 함께 부담.

4. 시공 시 유의사항 :
- 자재 : 40mm 이하, 200번체 3% 이하 통과, 1x10^-3 cm/s 이상 투수계수
- 타입기계 : 타입 길이, 투입재료의 양을 기록 필요.
- 시험시공 필요. --> 시공심도, 관입능력, 자동기록기의 정도
- 타입 - 인발 (1.5~3m) - 재관입 (1~2m)
- 허용오차 300mm, 2 degree 수직도
- 에상 N 치까지 도달한 경우 중단, 30 초간 200mm 이하이면 중단
- 장비는 중심에서 외곽, 기존 근처에서 신설, 경사 하부에서 위로, 후진하면서
- Clogging 되지 않도록 유의.
- 사후 침하관리, 계측관리
5. 특징, 장단점 :
- 저렴
- 횡력 거동을 잡아줄 수 있음. (Sand slip plane 을 추가하여 기초와 하부 지반의 거등을 막음.)
- Bearing Capacity check 을 위해 Static Test (신뢰성의 문제)
- Moment 나 Tension 를 받으면 안된다.
- Casing 사용 여부에 따라 장단점 달라짐.
6. 시험
- 정재하 (Test pile, Reaction pile, Group effect)
7. Bulging
- 쇄석과 지반이 하나로 거동. 연약점성토의 경우 Bulging 현상(Failure, 팽창파괴)으로 지지력 오히려 감소.



(2~3D 깊이)
연약점성토를 조립토가 밀어냄.
상부 casing 사용 으로 해결할 수 있음.
Stone Column, 진동, Vibrocompozer (쌓인 모래 밀어넣기, 인발하면서 모래 한번 더 채워넣기, 진동이 겻들여짐.)
(참고 : Vibroflotation (수평봉진동, 수직살수))
물이 있고 없고, 수직진동, 수평진동을 구분하자


복합지반 침하예측
-       등가원주모형 : 영향지름을 고려한 해석.
-       평형방법 (Equilibrium) : 응력분담비 적용. 원지반과 개량지반의 침하비 산정. 면적 치환율로 응력분담비 고려.
-       쌍곡선법 : 시간에 따른 침하량을 추측하여 장래 침하량을 예상.
-       시험에 의한 예측 : 원통형 셀시험기, 다공판, LVDT
-       초기 압밀은 비슷, 치환율이 클수록 압밀 종료 시점이 빨라짐. 압밀 촉진.



(참고)
SCP : Sand Compaction Piles, Vibro compozer, 15m 영향깊이, 2.5~4d 정도의 spacing.

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