오늘은 거의 다 둥글던데 그 이유가 무엇인가요?

Question

도로 터널을 운전하고 지나다 보면 거의 다 둥글게 생긴 것을 볼 수 있는데 터널이 거의 다 둥글게 만든 것은 무슨 특별한 이유가 있나요 ?어떤 과학적인 이유가 있나요?

Answer 1

동글의 경우에는 둥근모양이 아닌 형태는 없다고 합니다. 이는 사실 둥근형태외에는 존재할 수 없다고 합니다. 위에서 하중이 골고루 퍼지지 않으면 동굴의 경우에는 바로 무너지기 떄문입니다.

Answer 2

안녕하세요. 이충흔 과학전문가입니다.

터널은 모두 둥근 모양이에요. 거대한 산속을 통과하는 터널이 무너지지 않고 버틸 수 있는 비결은 바로 이 둥그런 아치 구조에 있답니다.

터널이 튼튼히 버틸 수 있는 이유는? 바로 둥근 모양에 있어요. 아치 (arch)는 구부러진 곡선 구조를 말해요. 아치 구조는 위에서 누르는 힘을 곡선을 따라 아래로 분산시켜 하중을 줄여주기 때문에 예부터 구조적으로 우수한 건축기법으로 손꼽혔어요. 내부가 뚫려 있는 터널이 산의 무게를 거뜬히 버틸 수 있는 건 터널 위에 쌓여있는 흙과 암석의 무게를 아치 구조를 통해 밑으로 내려 바닥이 하중을 견딜 수 있도록 하기 때문이에요. 이런 원리를 공학 용어로는 ‘아칭 효과 (Arching Effect)’라고도 불러요.