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본 연구는 제주도 거문오름용암동굴계 분포지역에서 차량 및 건설장비에 의해 발생하는 진동의 영향을 분석하고 용암동굴의 효율적인 관리보존 대책을 마련하기 위해 수행되었다. 이를 위해 차량 및 건설장비 진동시험을 수행하고 그 결과를 바탕으로 진동원과의 거리 및 속도변화에 따른 영향을 평가하였다. 차량진동시험에서문화재 연속진동 기준인 0.07 cm/sec를 만족하는 거리별 차량속도를 산출한 결과, 중량 2톤 내외의 승용차는100 km/h 이하의 속도에서는 영향반경이 1 m를 초과하지 않는 것으로 평가되었다. 버스 및 덤프트럭의 영향범위는 차량 속도를 60 km/h로 설정할 경우 각각 2.2 m와 2.8 m이며, 차량 속도를 80 km/h로 설정할 경우 각각3.0 m, 3.7 m로 평가되었다. 제주도 거문오름용암동굴계에 속하는 도로의 속도기준이 60 km/h 내외임을 고려할 때, 용암동굴과 도로와의 거리가 10 m 이상 이격되어 있는 거문오름용암동굴계에는 차량 진동이 동굴 안정성에 직접적인 영향을 미치기는 어려운 것으로 판단된다. 건설장비 진동시험 결과를 토대로 거리에 따른 진동영향을 평가한 결과, 문화재 연속진동 기준인 0.07 cm/sec를 만족하는 브레이커 작업 가능 한계는 10.9 m로 평가되며, 다짐작업의 경우, 14.0 m로 평가되었다. 진동속도(PPV)와 진동레벨(vibration level) 관계식을 통해 규제 기준을 만족하는 진동속도를 도출한 결과, 주간 1.525 mm/sec 이하, 야간 0.904 mm/sec 이하에서 규제기준을 만족하는 것으로 파악되었다. 또한, 문화재의 연속진동속도 기준을 0.07 cm/sec로 반영하였을 경우 동굴 내에서의 진동레벨 기준은 57.6 dB(V)로 평가되었다.
This study has been conducted to analyze the effect of vibration occurred by vehicles and construction equipments in the area of Geomunoreum Lava Tube system, Jeju Island, South Korea, and to prepare the efficient preservation and management measures for lava tubes. For this purpose, vibration tests with vehicles and construction equipments were performed. Then, the effects of the distance from the vibration sources and velocity changes of them were evaluated. Within the standard for continuous vibration of cultural properties (0.07 cm/sec), the result of vehicle vibration tests shows that passenger vehicles with the weight of about 2 tons do not exceed the influential radius of 1 m at the lower speed than 100 km/h. When the vehicle speed was set to 60 km/h, the influential range of the bus and dump truck were 2.2 m and 2.8 m, respectively. When the vehicle speed was set to 80 km/h, the influential range of the bus and dump truck were evaluated 3.0 m and 3.7 m. Considering that the speed limit of roads surrounding to the Geomunoreum lava tube system is around 60 km/h, it can be concluded that the stability of the cave (passages) in the Geomunoreum lava tube system has been secured against any types of vehicle activities because most of cave passages have sitted below about 3 m at least from the surface. Nevertheless, in the fact that many passages across directly beneath paved roads, long-term stabliity needs to be considered. As a result of vibration tests on construction equipments, the influential distances of breaker and compaction engineering works were evaluated as 10.9 m and 14.0 m, respectively. For the test result of the vibration velocity that satisfies the restriction standard through the interaction formula of vibration velocity (PPV) and vibration level (dB(V)), the restriction standard was satisfied under 1.525 mm/sec during the daytime and 0.904 mm/sec during nighttime. Furthermore, within the standard of continuous vibration velocity (PPV) for cultural properties (0.7 mm/sec), the maximum permissible vibration level in the lava tube caves was evaluated as 57.6 dB(V).
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Geomunoreum lava tube system, vibration velocity (PPV), vibration level, vehicle, construction equipment
