토석류 방호시설 적용을 위한 충격 흡수형 네트의 구조적 특성 및 거동 분석
Structural Characteristics and Behavioral Analysis of a Buffer Net Applied to Debris Flow Protection Facilities
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초록
본 연구에서는 집중강우로 인한 토석류 피해 증가와 더불어 방호시설에 대한 필요성이 대두됨에 따라 토석류 방호시설에주로 적용되는 네트 구조의 충격 저감 성능을 평가하기 위해 직경 16mm, 길이 2.0m 와이어로프와 직경 15mm, 상수69.4kN/m의 인장스프링이 결합한 완충형 와이어로프의 에너지 흡수 능력을 인장실험을 통해 비교 분석하였다. 인장실험결과, 완충형 와이어로프의 단위 길이당 에너지 흡수량은 일반 와이어로프보다 약 1.76배 크게 나타났으며, 수치해석 결과충격 흡수형 네트는 동일한 충격조건에서 최대 인장력이 일반 네트의 약 25% 수준으로 감소하고 작용 시간은 약 60% 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 충격 흡수형 네트는 토석류 방호시설에 적용할 경우 일반 네트에 비해 보다 높은 안전율을 확보할수 있는 방호 대안으로 판단된다.
Abstract
This study aims to evaluate the impact mitigation performance of net structures applied to debris-flow protection facilities, as debris-flow damages have increased due to recent episodes of extreme rainfall and the demand for protective facilities has consequently grown. Tensile tests were conducted on 16-mm-diameter, 2.0m long wire ropes, comparing the energy absorption capacity of conventional wire ropes with that of buffer-type wire ropes combined with extension springs (spring diameter: 15mm, spring constant: 69.4kN/m). In addition, free-fall numerical simulations were performed using the Abaqus program to analyze the impact response of conventional nets and shock-absorbing nets. The tensile test results indicate that the buffer-type wire rope exhibits approximately 1.76times higher energy absorption per unit length than the conventional wire rope. The numerical analysis further revealed that, under identical impact conditions, the maximum tensile force acting on the shock-absorbing net was reduced to about 25% of that of the conventional net, while the impact duration increased by approximately 60%. Therefore, the shock-absorbing net is considered a more effective and safer alternative for debris-flow protection facilities compared to conventional net systems.