밀폐된 콘크리트 튜브의 긴장력 변화에 따른 기밀성 평가

Abstract

열차의 속도가 빨라짐에 따라 속도의 제곱에 비례하는 공기 저항력이 작용하므로 열차의 속도를 증가하기 위해 대기 환경으로부터 차단된 터널 내 기압을 0.1~0.3기압 수준의 저진공 상태로 유지 및 확보가 필요하다. 본 연구는 초고속 튜브 구조물의 기밀성능을 평가하기 위하여 Darcy’s Law의 흐름이론에 기초하여 콘크리트 재료의 투기성 실험을 통해 콘크리트의 강도별 고유 투기계수를 결정하였고, 튜브 구조물의 실 상사모형(프리캐스트 철근 콘크리트 암거)을 통해 밀폐된 콘크리트 튜브 구조물의 블록과 블록의 불연속 구간을 강선으로 긴장했을 때 강재의 긴장력 변화에 따른 이음부(연결부)에 대한 기밀성평가를 실험에 기초한 기본연구로 수행하였다. 콘크리트 재료 시편에 대한 투기계수 실험을 수행한 결과 콘크리트의 투기계수는 압축강도의 반지수적 상관성을 갖으며 콘크리트 강도에 따른 투기계수의 경향을 볼 때 56.5MPa이상의 고강도 콘크리트 재료를 사용하는 것이 유지보수와 기밀성 및 경제성 측면에서 유리한 것으로 확인하였다. 강재의 긴장력에 따른 튜브 구조물의 이음부에 대한 기밀성 실험 결과, 긴장력에 따라 기밀성은 향상되나 미미한 정도로 나타났고 긴장력의 세기가 증가할수록 등가투기계수는 낮아지는 경향을 확인하였다. 긴장력에 대한 콘크리트 블록 연결부(이음부)의 기밀성 확보측면에서 보면, 투기계수 감소율은 강재의 최대긴장력의 75%에서 가장 크다는 것을 확인하였다.