사면재해 방지를 위한 스프링 낙석방지울타리의 거동 해석
Behavior Analysis of Rockfall Barrier with Spring Connections for Prevention of Cut-slope Disaster
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초록
절토사면의 낙석 방지를 위해 설치되는 낙석방지울타리는 가장 일반적인 낙석 방지 시설중의 하나이다. 낙석방지울타리의 성능은 철망, 강재 지주, 와이어 로프의 성능을 합친 것으로 정의될 수 있다. 전형적인 낙석방지울타리는 이 부분들로 낙석 에너지를 흡수한다. 그러나, 기존 낙석방지울타리에는 작은 손실이 발생하더라도 울타리의 모든 구성 요소들을 새것으로 교체하여야 하는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구의 목적은 와이어 로프와 강재 지주사이에 스프링 연결재를 사용함으로서 독립적인 거동을 하는 개선된 낙석방지울타리를 개발하는 것이다. 개선된 낙석방지울타리를 현실화시키기 위해서는 H빔 사이즈와 스프링 강성이 우선적으로 결정되어야 한다. 본 연구는 90kJ 충돌 에너지를 가지는 낙석에 견디는 스프링 연결 울타리를 개발하기 위해 유한요소해석을 사용하였다. 낙석 충돌 해석결과로부터 스프링 연결재 울타리의 도로방향 변형과 와이어로프 내력 모두 감소하는 것으로 나타났다.
Abstract
Rockfall barrier, which has been installed to prevent rockfall from cut slopes, is one of the most common rockfall protection measures. The capability of the rockfall barrier can be defined as sum of the energy absorption capability of wire mesh, steel support, and wire rope. The typical rockfall barrier absorbs energy of moving rock with these three parts. However, its parts should be changed with new ones although it is partially damaged by rockfall. Therefore, the aim of this study is to propose improved rockfall barriers with independent behavior by using spring-connections between wire rope and H-beam support. The size of H-beam support and spring stiffness should be preferentially determined for realizing the improved rockfall barrier system. This study used FEM analysis method to develope the spring-connections rockfall barriers against rockfall with impact energy 90 kJ. From FEM analysis results, it was confirmed that both road direction displacement and wire rope internal force of rockfall barriers with spring-connections was decreased. However, further study is required for various impact velocities and angles to evaluate the penetration and bounce of falling rocks.
참고문헌 (11)
- 국토해양부, "도로안전시설 설치 및 관리지침" (2011), 국토해양부
- 문영종, "신개념 낙석방지울타리의 특성 및 성능 평가", 대한토목학회 학술대회논문집 (2003)
- 문병갑, "국내 낙석방지울타리의 성능평가 및 개선방안", 석사, 건설환경공학과 구조공학전공, pp.2013
- 박건, "보강토 옹벽 안전성 확보를 위한 가드레일 이격거리 산정", 석사, 구조공학(토목공학), pp.2009
- 도로절개면 유지관리시스템 개발 및 운용 연구(Ⅱ), "한국건설기술연구원", 한국건설기술연구원, ~ (1999)
- 낙석방지울타리 낙석지지능력 평가방안 수립 및 성능개선 기술개발, "한국시설안전기술공단", 한국시설안전기술공단, ~ (2005)
- 황영철, "도로 낙석방지울타리의 낙석지지능력 평가 연구", 한국지반환경공학회 논문집, 3(4), pp.59~66 (2002), 한국지반환경공학회
- Cazani A., "Dynamic Finite Element Analysis of Interceptive Devices for Falling Rocks", International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 39, pp.303~321 (2002)
- Gentilini C., "Design of Falling Rock Protection Barriers using Numerical Models", Engineering Structures, 50, pp.96~106 (2013)
- LS-DYNA Keyword User’s Manual, "Livermore Software Technology Corporation", Livermore Software Technology Corporation, ~ (2002)
- Tran P., "Prototype of a Wire-rope Rockfall Protective Fence Developed with Three-dimensional Numerical Modeling", Computers and Geotechnics, 54, pp.84~93 (2013)