요소 세분화를 이용한 비적합 미끄러지는 접촉문제의 개선과 철도 사각암거 문제에의 적용

최찬용,여인호,정근영,이계희,Choi, Chan-Yong,Yeo, In-Ho,Chung, Keun-Young,Lee, Gye-Hee 한국전산구조공학회 2017 한국전산구조공학회논문집 Vol.30 No.5

차량-궤도 구조물 동적 상호작용해석은 차량의 접촉점이 보요소로 모형화된 레일 위를 일정한 속도로 주행하는 미끄러지는 접촉문제로 취급하였다. 하지만 Euler 보와 같은 고차 다항식의 형상함수가 적용된 유한요소를 사용할 경우 미끄러지는 접촉문제에서 적합조건을 만족하지 못한다. 이 연구에서는 유한요소해석프로그램이 미끄러지는 접촉문제에서의 적합조건을 만족시키지 못하는 것에 대한 해결법으로 주행로를 이루는 보요소를 보다 세분화하여 동적상호작용해석에서의 정확성을 확보하고자 하였다. 이를 위해 간단한 예제들을 통해 주행로를 이루는 보요소의 세분화 정도에 따른 동적상호작용해석의 거동을 분석하였으며, 해석 프로그램의 동적상호작용해석에의 적용성을 평가하였다. 마지막으로 사각을 갖는 철도 암거 접속부의 뒷채움재 설치 형식에 따른 차량주행시의 거동을 평가하기 위하여 동적상호작용해석을 수행하고, 접속부 뒷채움재 형식의 변경에 따른 지지강성의 변화에 의한 영향과 노반침하에 따른 궤도틀림의 영향을 비교분석하였다. The vehicle-track structure dynamic interaction analysis problem can be treated as sliding contact problem, and it is assumed that vehicle run at a constant speed over a rail modeled as beam elements. Unfortunately, Salome-Meca can not satisfy the compatibility condition for the beam master elements, which are consist of the elements with higher order polynomial shape function, in sliding contact problem. In this study, it is suggested to use more finer beam master element mesh as the remedy for incompatibility in sliding contact problem, and the accuracy of the solution is secured. For this, the effect of beam element mesh refinement consisting runway is analysed through simple examples, and the applicability to the dynamic interaction analysis is evaluated. Finally, the dynamic interaction analysis of railway skewed culvert transition problem is carried out to evaluate the effect of supporting stiffness due to backfill pattern changes and track irregularity due to uneven subgrade settlement.

접속부 궤도 성토재료의 함수특성곡선을 이용한 포화도 분포 산정

최찬용,이정민,권혁민,오정호,Choi, Chanyong,Lee, Jungmin,Kwon, Hyeok Min,Oh, Jeongho 대한토목학회 2015 대한토목학회논문집 Vol.35 No.2

최근 궤도 접속부에서의 부등침하 및 궤도틀림으로 잦은 유지보수 및 열차운영에 지장을 초래하는 경우가 많아지고 있다. 이는 주로 궤도 접속부 시공에 사용되는 다양한 성토재료의 강우나 동결융해 같은 환경적 인자에 의한 역학적 물성들의 변화에 기인한 것으로, 본 연구에서는 궤도 접속부 성토재료에 대한 함수특성곡선을 산정하고 강우 시 포화도 변화 추이를 알아보고자 침투해석을 수행 하였다. 필터페이퍼를 이용하여 다짐 성토의 함수특성곡선을 성공적으로 산정할 수 있었고, 함수특성곡선 데이터를 이용한 강우 시 침투해석을 수행한 결과 궤도 접속부 성토재료의 포화도 분포는 강우강도, 뒤채움재 경사, 성토 및 절토 여부, 그리고 함수특성곡선에 큰 영향을 받는 것을 확인 하였다. The number of occurrence of differential settlement and track irregularity at track transition zone recently comes to increase, which leads to frequent maintenance activities that have an impact on train operation. Such track transition zone damages are attributed to the change of mechanical properties of fill materials due to environmental factors such as rainfall and freeze, and thaw. Consequently, this study attempts to establish the soil water characteristic curve (SWCC) of fill materials, and conduct seepage analysis to assess the distribution of degree of saturation (DOS) for track transition zone in case of rainfall. The SWCC of fill materials was successfully obtained using filter paper test method. The results of seepage analysis revealed that rainfall intensity, the slope of backfill, backfill condition (fill or cut), and SWCC are significantly influential in controlling the distribution of DOS.

콘크리트궤도노반에서의 강우량에 따른 장기 함수비 변화

최찬용(Chanyong Choi),김현기(Hunki Kim),양상범(Sangbeom Yang),엄기영(KiYoung Eum) 한국지반신소재학회 2015 한국지반신소재학회 논문집 Vol.14 No.4

원형모형실험을 통해 철도노반재료로 사용되는 흙을 대상으로 함수비 변화에 따른 침하관계를 평가하였다. 초기 함수비에서 침하량비(Re)는 2.08이었으나, 초기함수비보다 2배 이상으로 함수비가 증가되었을 때 침하량비(Re)는 4.06으로 4배 이상의 침하가 발생하였다. 또한 실제 공용중인 콘크리트궤도에서 계측된 강우데이타를 기반으로 약 1년여간 현장에 매설된 함수비 측정장비를 통해 장기 함수비 변화추이를 관찰하였다. 콘크리트궤도의 직하부에 위치한 함수비는 강우강도에 따라 변화가 거의 없는 수준이며, 사면부에서는 최대 강우강도 20mm/hr가 초과되는 경우 약 4% 정도의 함수비 변화가 생기는 것을 볼 수 있다. 이러한 변화정도를 볼 때 콘크리트 궤도의 경우 배수성능이 적절히 유지된다면 노반 내부의 함수비 변화는 강우에 대하여 영향이 매우 미비할 것으로 판단된다. In this study, it was performed in characteristics of settlement of roadbed materials with variation of water content using cylinder model device. The ratio of settlement (Re) of subgrade soils in the initial water content were about 2.08, whereas it was increased about 4.06 which resulted in increase two times in the initial water content. Also, it was monitoring long-term to measure variation of the field water contents at concrete track using rainfall measuring sensors. The water content at directly underneath of concrete track rarely seems to affect the variation of water content, but it was increased by about 4% than intial water content with 20 mm/hr rainfall index at slope section. As for the result from the field date, it was determined that the water content of the inner subgrade layer was rarely affect caused by more than 20 mm/h rainfall index during if good drainage system at concrete track properly maintained.

철도노반 품질관리 시험법의 개선 및 적용성 연구

최찬용(Choi Chan-Yong),박창우(Park Chang-Woo) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

시험성토 단면에서의 다짐에너지에 따른 LFWD 변형계수의 변화

최찬용(Choi Chan-Young),김현기(Kim Hyun-Ki),배재훈(Bae Jae-Hoon) 한국철도학회 2008 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

PLT where from site is used mainly with compaction maintenance of quality, CPLT and LFWD, in order to be a Young"s modulus of using a direct arrival wave executed a site experiment. According to the roller compaction number of times measured the degree which changes and a promise management aptitude evaluation executed.

이동하중을 고려한 토공-접속구간 침하거동

최찬용(Choi Chan-Yong),이진욱(Lee Jin Wook) 한국철도학회 2008 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.- No.-

Transitional zones, one of the typical weak area of earthworks, require lasting a maintenance work due to a differential stiffness of substructures. It is very difficult problem that transition zone was perfectively prevented against a differential settlement. The transitional zone will deteriorate at an accelerate rate. This may lead to pumping ballast, swinging or hanging sleepers, permanent rail deformations, worn track components, and loss of surface and gauge. In this study, it is performed that settlement behavior in transitional zone was compared with small model test.

영업선상에서 분니 억제를 위한 자갈치환 공법과 토목섬유 보강공법 비교연구

최찬용(Choi Chan-Yong),이진욱(Lee Jin-Wook),김대상(Kim Dae-Sang) 한국토목섬유학회 2007 한국지반신소재학회 논문집 Vol.6 No.4

실제 영업선에서 분니가 자주 발생되는 구간을 선정하여 현재 분니 대책공법으로 많이 사용하고 있는 도상자갈치환방법과 토목섬유 보강공법에 대하여 약 3년간 육안조사를 실시하여 분니 발생 여부를 관찰하였다. 토목섬유로 보강된 단면이 도상자갈 치환방법보다 상당히 장기간에 걸쳐 분니를 억제하는 효과와 분니 억제를 위한 토목섬유 부직포의 중량은 최소 330N/㎡이상을 만족하는 재료로 선정하여야 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실제 열차하중이 작용하는 도상자갈 하부(침목하면으로부터 약 35㎝)에서의 지오그리드의 횡·종방향 인장변형율(%) 범위는 각 각 0.0078~0.0385%와 0.016~0.1211%으로 종방향 인장변형율이 횡방향 인장변형율보다 약 10배 이상 큰 값을 보였다. 3 years visual inspection has been performed on the railway lines where ballast replacement or geosynthetics-reinforcement had been used to restrain the mud pumping. The result indicates that geosynthetics-reinforcement is more effective than ballast replacement for the long-term mud pumping. In addition, the non-woven geotextile to be used for mud pumping restraint is effective when its weight is 330 N/㎡ or above. Furthermore, the lateral tensile strain under ballast on which wheel load applies ranges from 0.016 to 0.1211% and it’s 10 times larger than the lateral tensile strain which ranges from 0.0078 to 0.0385%.

호남 테스트베드를 활용한 GIS기반 통합모니터링 시스템 개발

최찬용 ( Choi Chan Yong ),윤영진 ( Yoon Young Jin ),정광훈 ( Jeong Gwang Hun ),김한곤 ( Kim Han Gon ) 한국구조물진단유지관리공학회 2018 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.22 No.1

Integrated monitoring system was implemented based on GIS at Honam testbed section. In this system have a variety of information that consisted with ground monitoring & settlement data, vehicle running data and track maintenance on track irregularity and so on. The GIS integrated monitoring and DB system was introduced.

원심모형실험기를 이용한 철도 교대접속부 배면 기울기 및 형상에 따른 성능비교

최찬용(Chan-Yong Choi),김현기(Hun-Ki Kim),박정현(Jung-Hyun Park) 한국지반신소재학회 2018 한국지반신소재학회 논문집 Vol.17 No.1

현행 고속철도 교대 접속부 표준단면은 교대배면에서부터 시멘트안정처리골재, 일반골재, 토공부로 하부 지지강성이 점진적으로 변화하도록 설계하고 있다. 일반골재와 토공부의 배면기울기는 기울기가 클수록 구조적으로 안정적이지만 이에 대한 명확한 기준이 없다. 따라서 본 논문에서는 대형 원심모형실험기를 이용하여 교대 뒤채움 배면구간의 토공과 일반골재의 기울기를 변화하여 현행 표준단면과 침하 및 지지력 특성을 비교하였다. 실험결과 철도하중이 경험하는 하중단계에서는 1:2단면과 1:1.5 기울기 단면이 거의 유사한 성능을 가지고 있는 것으로 평가되었다. A existing standard design section of transitional zone between bridge and earthwork section in high speed railway should be designed to gradually change support stiffness from bridge abutment to backfill side that were placed on cemented stabilized gravel, general gravel, soil materials. The larger the backfill slope of the general gravel and soil was more structurally stable, but there is no clear reason about them. In this study, it was compared with settlement and bearing capacity of backfill area in currently design and alternating backfill slope section using large centrifuge tester. As the experimental results, it was showed that the 1:2 slope and 1:1.5 slope have almost similar bearing capacity behavior under the load stage as railway loading level.

고속철도 토공노반에서 설계 잔류 침하량과 실측 잔류 침하량과의 비교 사례 연구

최찬용(Choi, Chan Young),김현기(Kim, Hyun Ki),한상재(Han, Sang Jae),정재현(Jung, Jae Hyun) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10