압전필름의 진동을 활용한 터널배수재 유지관리 성능 개선

Abstract

이 연구에서는 터널 시공 시 터널 배수관으로 유입되는 미세입자의 흐름과 이에 의한 물리/화학적 폐색현상에 따른 터널배수재의 성능저하를 PVDF film의 진동을 이용하여 성능을 향상시키는 방법의 적용 가능성에 대해 실내실험을 통하여 고찰하였다. 연구에서 터널로 유입되는 미세입자 슬러리 유입의 터널 환경을 모사하여 진행하였고 PVDF film을 이용한 기초 실험과 배수재를 모사한 모형실험으로 나누어 수행하였다. 기초 실험에서는 PVDF film에 50% 함수비(민물과 바닷물)의 점토를 흘려 주파수별 점토 슬러리의 흐름특성에 대한 효율성을 고찰하였으며 배수재 모사 실험에서는 배수관에 부직포를 부착시켜 슬러리의 흐름과 막힘 현상 해소에 대한 진동 효과를 고찰하였다. 실험결과는 진동에 의한 배수재의 배수성능, 즉 슬러리의 흐름과 막힘 해소현상이 아주 높게 나타났다. 이상의 실험결과를 종합하여 배수관을 기존 배수재와 융합, 응용, 활용할 수 있는 하이브리드 배수시스템을 개발할 수 있는 기초 자료를 확립하였다. 【This study investigated the possible use of vibration from polyvinylidene fluoride(PVDF) film to enhance the performance of the deteriorated tunnel drainage due to physical/chemical clogging of the fine particles through a series of laboratory experiments. The test program was consisted of two different experiments, fundamental investigation and drainage model test. In the fundamental investigation, flow of clay slurry mixed with 50% water (freshwater and brine) on PVDF film with various frequencies was examined. In the model tests, slurry clogging to the woven fiber attached to drainage pipe and its reduction by vibration was investigated. Results of the experiment show that vibration from PVDF film enhances the drain performance significantly. Based upon the investigation, it gives an essential data that are needed for a potential use of hybrid drainage system with PVDF.】