암반하장벽

Rockfall barrier

암반하장벽은 암반을 요격하기 위해 만들어진 구조물로, 가장 흔히 금속성 부품으로 만들어지며, 후지지 케이블에 매달린 요격 구조로 구성되어 있다.[1]

장벽은 최대 8 메가줄까지 암석 블록 운동 에너지에 맞게 조정된 수동적 암석 완화 구조물이다.

대신, 이 구조물들은 울타리, 담장, 암망, 망망이라고도 불린다.

역사

1960년대에 워싱턴 주 교통부는 암석 블록을 체포하는 데 있어서 장벽의 효율을 평가하기 위한 최초의 실험을 실시하였다. 이른바 '체인 링크 펜스 감쇠기'는 그 효율을 평가하기 위해 슬로프를 자유롭게 굴러 내려가는 블록에 의해 충격에 노출되었다. 이 실험들은 1990년대 말까지 몇몇 다른 실험들이 뒤따랐다. 점진적으로, 시험 기법은 지퍼라인을 이용하여 암벽을 장벽에 전달하기 위해 개선되었다.[2][3] 실제 구조물을 테스트하는 것은 이제 매우 일반적이며 설계 프로세스의 일부분이다.[3]

암벽 장벽의 첫 번째 사용은 이 시기로 거슬러 올라간다. 그것은 점차 널리 퍼졌다. 오늘날, 장벽은 가장 널리 사용되는 암벽 완화 구조 유형이며, 그 다양성은 1970년대 이후 특히 지난 20년 동안 상당히 증가해왔다.

일반적으로 사용되는 그물 종류는 금속 고리로 만들어진다. 그러한 그물에서, 각각의 링은 4개 또는 6개의 인접한 링과 교차된다. 이 그물은 프랑스 회사가 잠수함 침입으로부터 항구를 보호하기 위해 구소련에서 사용되는 그물 재고를 구입한 후 처음 사용되었다. 이 그물들은 ASM(대잠초계기)이라고 불린다.[4] 다른 망사 모양도 낙석 방벽에 새겨진다(아래 참조).

2000년대부터, 이러한 장벽들은 작은 랜슬라이드, 진흙 흐름 잔해 흐름,[5] 눈사태와 같은 다양한 종류의 지구물리학적 흐름에 대한 보호 구조로 사용되도록 점진적으로 조정되었다.

장벽의 종류

장벽은 주로 그물, 케이블, 기둥, 걸쇠, 브레이크 등 금속 부품으로 만들어진다. 닻 덕분에 장벽이 땅과 연결된다. 암석 블록 운동 에너지와 제조사에 따라 다양한 구조 유형과 설계가 존재하며, 이러한 서로 다른 요소들이 결합된다.

특히 장애물 설계의 이러한 다양성은 다음과 같은 차이에서 비롯된다.

  • 단면도(단면도, 정사각형...)
  • 망사 크기 및 모양: 육각선 망사, 원형 링 또는 케이블로 제작되며, 이 후자는 직사각형, 사각형, 광맥 또는 물방울 망사 모양을 형성한다.
  • 지지 기둥 사이의 거리(즉, 지지 기둥 사이의 거리) 메쉬 패널 길이)
  • 케이블과 브레이크에 번호를 매기고 배치하십시오(있는 경우).
  • 브레이크(있는 경우): 다양한 기술 및 작동력 수준
  • 번호를 매기고 브레이크에서 손을 떼다(있는 경우)
  • 가로채기 구조와 관련하여 위치를 게시한다.

정적 장벽

정적인 기둥으로 받쳐진 직사각형의 망사 그물로, 암석 보호 제방 위에 놓였다. (고타드 패스, 스위트워랜드)

암벽 운동 에너지가 500 kJ 미만일 때, 정적 장벽이 적응되는 경우가 많다. 일반적으로 정적 기둥, 케이블, 인터셉션 네트로 구성된다. 이 설계의 결과로, 충격을 받았을 때 구조물의 변형이 제한된다.

유연한 장벽

융통성 있는 암벽에 의해 체포된 한 블록.

유연한 장벽은 암벽 운동 에너지가 500 kJ 이상 8000 kJ 이상일 때 사용된다. 이 구조는 브레이크를 사용하여 유연성이 부여되며, 가로채기 네트에 연결된 케이블을 따라 배치된다. 암석이 충돌할 때, 이 케이블에서 힘이 발생한다. 케이블의 힘이 주어진 값에 도달하면 브레이크가 작동하여 더 큰 장벽 변형과 에너지 소산을 허용한다. 이 구성 요소가 에너지를 발산하는 방법은 브레이크 기술마다 다르다: 순수 마찰, 부분 고장, 소성 변형, 혼합 마찰/플라스틱 변형).[6] 또한 브레이크는 장애물 고정장치에서 발생하는 큰 힘을 피하며, 따라서 주요 구성품이 된다.

설계원리

낙석 장벽의 두 가지 주요 설계 특성은 높이와 충격 강도다.

다른 패시브 암석 낙하 보호 구조물(예: 제방)의 경우, 필요한 장애물 높이는 궤적 시뮬레이션에서 얻은 높이를 통과하는 암석 파편에 기초하여 정의된다. 또한 이러한 시뮬레이션은 장애물 선택과 설계를 위해 고려해야 할 운동에너지를 제공한다. 적절한 장벽 선택은 이 두 매개변수에 기초한다.

특정 암반하장벽의 충격 강도는 주로 실제 충격 실험을 통해 결정된다.[2] 예를 들어, 유연한 장벽의 설계는 종종 특정 유럽 길드라인에 규정된 적합성 시험의 결과에 기초한다.[3][7][8] 이 시험은 최소 25m/s의 변환속도와 회전속도가 없는 발사체에 의한 3개 패널 장벽의 중심에서 정상 대 장벽 충돌로 구성된다.

장벽의 응답은 또한 유한 요소 방법 또는 이산 요소 방법에 기초하여 개발된 특정 수치 모델에 기초하여 평가할 수 있다.[9][10][11]

참고 항목

참조

  1. ^ Volkwein, A.; Schellenberg, K.; Labiouse, V.; Agliardi, F.; Berger, F.; Bourrier, F.; Dorren, L. K. A.; Gerber, W.; Jaboyedoff, M. (2011-09-27). "Rockfall characterisation and structural protection – a review". Natural Hazards and Earth System Sciences. 11 (9): 2617–2651. Bibcode:2011NHESS..11.2617V. doi:10.5194/nhess-11-2617-2011. ISSN 1684-9981.
  2. ^ a b Peila, D.; Pelizza, S.; Sassudelli, F. (1998-02-16). "Evaluation of Behaviour of Rockfall Restraining Nets by Full Scale Tests". Rock Mechanics and Rock Engineering. 31 (1): 1–24. doi:10.1007/s006030050006. ISSN 0723-2632. S2CID 110911201.
  3. ^ a b c Volkwein, Axel; Gerber, Werner; Klette, Johannes; Spescha, Georg (January 2019). "Review of Approval of Flexible Rockfall Protection Systems According to ETAG 027". Geosciences. 9 (1): 49. Bibcode:2019Geosc...9...49V. doi:10.3390/geosciences9010049.
  4. ^ Nicot, F.; Cambou, B.; Mazzoleni, G. (2001-05-15). "Design of Rockfall Restraining Nets from a Discrete Element Modelling". Rock Mechanics and Rock Engineering. 34 (2): 99–118. doi:10.1007/s006030170017. ISSN 0723-2632. S2CID 108514079.
  5. ^ Wendeler, Corinna; Volkwein, Axel; McArdell, Brian W.; Bartelt, Perry (2018-08-21). "Load model for designing flexible steel barriers for debris flow mitigation". Canadian Geotechnical Journal. 56 (6): 893–910. doi:10.1139/cgj-2016-0157. hdl:1807/94649.
  6. ^ Castanon-Jano, L.; Blanco-Fernandez, E.; Castro-Fresno, D.; Ballester-Muñoz, F. (2017). "Energy Dissipating Devices in Falling Rock Protection Barriers". Rock Mechanics and Rock Engineering. 50 (3): 603–619. Bibcode:2017RMRE...50..603C. doi:10.1007/s00603-016-1130-x. hdl:10902/11316. ISSN 0723-2632. S2CID 56245221.
  7. ^ Escallón, J. P.; Wendeler, C.; Chatzi, E.; Bartelt, P. (2014-10-15). "Parameter identification of rockfall protection barrier components through an inverse formulation". Engineering Structures. 77: 1–16. doi:10.1016/j.engstruct.2014.07.019. ISSN 0141-0296.
  8. ^ Peila, D.; Ronco, C. (2009-07-29). "Technical Note: Design of rockfall net fences and the new ETAG 027 European guideline". Natural Hazards and Earth System Sciences. 9 (4): 1291–1298. Bibcode:2009NHESS...9.1291P. doi:10.5194/nhess-9-1291-2009. ISSN 1684-9981.
  9. ^ Gentilini, C.; Gottardi, G.; Govoni, L.; Mentani, A.; Ubertini, F. (May 2013). "Design of falling rock protection barriers using numerical models". Engineering Structures. 50: 96–106. doi:10.1016/j.engstruct.2012.07.008.
  10. ^ Buzzi, Olivier; Leonarduzzi, E.; Krummenacher, B.; Volkwein, A.; Giacomini, A. (2015-05-01). "Performance of High Strength Rock Fall Meshes: Effect of Block Size and Mesh Geometry". Rock Mechanics and Rock Engineering. 48 (3): 1221–1231. Bibcode:2015RMRE...48.1221B. doi:10.1007/s00603-014-0640-7. ISSN 1434-453X. S2CID 129280517.
  11. ^ Dugelas, Loïc; Coulibaly, Jibril B.; Bourrier, Franck; Lambert, Stéphane; Chanut, Marie-Aurélie; Olmedo, Ignacio; Nicot, François (2019-11-01). "Assessment of the predictive capabilities of discrete element models for flexible rockfall barriers". International Journal of Impact Engineering. 133: 103365. doi:10.1016/j.ijimpeng.2019.103365. ISSN 0734-743X.