• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.26-34
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• 2018

인화성 물질을 보유하고 있는 시설물에서 인화성 물질이 유출되어 형성된 증기운의 폭발이 국내와 해외에서 자주 발생하고 있다. 본 연구에서는 증기운 폭발에 따른 폭풍 효과를 모사하기 위해서 TNT 등가법과 다중에너지법을 적용하였다. TNT 등가법은 단순하고 직접적인 적용이 가능하기 때문에 증기운 폭발을 해석하기 위해서 지금까지 널리 사용되고 있다. 그러나 TNT 등가법은 증기운 폭발로부터 발생하는 연소에너지와 이를 TNT 등가량으로 환산하는데 필요한 적절한 상관관계를 선택하는 것이 어렵다는 근본적인 단점을 가지고 있다. 다중에너지법에서는 증기운 폭발의 강도가 증기운이 확산되는 지역에서의 확산 경로의 레이아웃에 따라 달라진다고 가정한다. 즉 증기운의 잠재적 폭발력은 혼잡지역의 혼잡정도에 따라 달라진다. 본 연구에서는 TNT 등가법과 다중에너지법의 적용성을 평가하기 위해서 Flixborough 폭발사고를 사례연구로 분석하였다. 분석 결과 TNT 등가계수와 폭발강도계수를 현장상황에 맞게 적절히 선택하는 경우 TNT 등가법과 다중에너지법은 증기운 폭발 사고를 분석하는데 적합할 것으로 예상된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권4호
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• pp.1-14
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• 2022

화약류 간이저장소에 대한 현재의 규정이 적정한지를 검토할 목적으로 내부 폭발이 표준적인 저장소의 구조적 안정성에 미치는 영향을 FEM 해석과 현장 실험을 통해 분석하였다. 연구 결과, 에멀젼 계열 폭약 15 kg에 대한 기존 저장소 구조물의 방폭 성능이 충분하지 않은 것으로 나타났다. 따라서 여기에 대한 하나의 대안으로서 폭약을 분할하는 방법을 상정하고 순폭실험을 수행하였다. 실험을 수행한 결과, 폭약을 분할하는 방법이 예상대로 잘 작동하는 것을 확인하였으며, 시험 결과에 근거하여 적정한 분할 폭약량도 결정하였다. 또한, 저장소 구조물 상부를 개방하는 방법을 시험한 결과, 폭발압력이 신속하게 배출되어 구조물 손상이 크게 저감되는 것을 확인하였다. 이러한 구조물 형태는 화약류 간이저장소에 대한 새로운 설계기준으로 사용될 수 있을 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.19-32
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• 2022

수소는 다른 연료에 비해 에너지효율이 높고 유해물질이 배출되지 않아 미래의 청정에너지원으로 인식되고 있다. 그러나 수소는 밀도가 낮아 운반 및 저장시에 부피가 커서 압축하거나 특별한 운반체를 사용해야 하며, 공기중에 노출 시 화재나 폭발의 위험성이 있다. 수소-공기 혼합물의 폭발에 관한 실험이나 수치해석적 연구가 진행되어 오고 실물 수소 충전소를 대상으로 한 폭발 시뮬레이션에 관한 연구사례는 극히 드물다. 본 연구에서는 실제 수소 충전소를 대상으로 Lidar 스캐닝을 수행하여 point cloud 데이터를 획득하고 수소 충전소 3 차원 구조 모델을 작성한다. 3 차원 구조모델은 Ansys 사 AUTODYN 에 적용되어 수소 충전소의 수소폭발을 가정한 TNT 등가량의 폭발 시뮬레이션을 실시하고 주변에 전파하는 폭발압력을 계산하여, 수소 충전소 폭발에의한 주변 보안 건물의 안전거리에 관한 정보를 제공한다.

• 터널과지하공간
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• 제4권2호
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• pp.87-91
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• 1994

팽창재와 같은 비촉성 파쇄재는 화약발파와 비교하여 볼 때 진동을 유발하지 않는다는 면에서 인접한 구조물에 영향을 주지 않고 암반을 파괴할 수 있는 장점을 갖고 있다. 비폭성 파괴방법으로 유압식 암석분할기도 팽창재와 유사한 적용성을 갖고 있으나 힘을 작용시킬수 있는 천공깊이에 제약을 갖고 있으며 규모가 큰 암반의 파괴 방법으로는 적용한계가 있다. 반면에 팽창재는 천공깊이에 큰 제약을 받지 않으며 천공수에 제한을 받지 않는다는 장점이 있다. 그러나 팽창재의 현장적용시 가장 큰 단점의 하나로 지적되고 있는 것은 파괴력을 나타내기까지의 시간이 오래 걸림으로 작업능률에 문제가 있다는 것이다. 반응시간은 물과 팽창재와의 반응률과 밀접한 관계를 갖고 있으며 본 논문에서는 팽창재의 적용성을 높이기 위하여 실시한 여러 조건하에서 팽창재 반응률 특성에 관한 연구내용을 기술한다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1)팽창재의 반응은 주위온도에 큰 영향을 받는다. 2) 팽창재의 성능을 충분히 발휘하기 위하여는 주위 온도 조건에 따라 천공직경을 적절히 조절하는 것이 필요하다. 3) 낮은 주위 온도 조건에서 팽창재의 반응은 압력이 증가하는 시간이 느리고 따라서 최대 팽창압이 높은 온도 조건에 비해서 낮게 나타난다. 4)팽창압이 증가하는 시간은 팽창재와 물과의 반응률에 좌우된다.

• 터널과지하공간
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• 제22권5호
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• pp.339-345
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• 2012

동적하중 하에서 암석의 변형거동 및 파괴강도는 발파, 지진 또는 암반돌출의 지진동에 의한 지하구조물의 안정해석에 중요하다. 본 연구에서는 스플릿 홉킨슨 압력봉(SHPB) 충격실험시스템을 석회암시료의 일축압축시험과 압열인장시험에 적용하여 고변형률과 동적강도 평가를 수행하였다. 충격봉의 발사속도를 제어하여 파괴강도 이하 동적응력 상태에서의 석회암시료의 동적응력-변형거동을 분석하였다. 시료 내 파괴여부 및 파괴양상을 파악하기 위하여 Micro-focus X-ray 단층촬영을 수행하였다. 동적 압축강도 실험결과, 석회암시료의 동적압축강도는 변형율속도 의존성을 보였으며, 동적 압축파괴강도는 140 MPa 이상으로 평가되었다. 동적 압열 인장 실험결과, 석회암시료의 동적 압열인장강도는 21 MPa 이상으로 정적 압열인장강도보다 3배 이상 높은 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.5-12
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• 2023

최근에는 도시개발 및 확장으로 지하철, 도로, 대형관로 등 기존 터널 구조물에 인접하여 건설 계획이 증가하고 있다. 기존 터널에 인접한 구조물 계획은 신규 구조물의 시공방법 및 인접 정도, 위치에 따라 터널 안정성 미치는 영향이 다르다. 특히 압력 수로터널은 지반 거동 특성 및 운영 특성에 있어 도로터널 및 철도터널과는 매우 큰 차이를 보인다. 따라서 수로터널의 거동 특성 및 신규공사 공법을 고려하여 근접시공으로 인한 안전영역에 대한 재검토가 필요하다. 본 연구에서는 기존 터널 인접 시공 기준을 조사하고 수로터널 특성을 고려하여 안정성 평가를 수행하였다. 안정성 평가는 운용 중인 터널의 콘크리트라이닝의 열화를 고려하여 수치해석적 방법으로 평가하였다. 또한, 신규 구조물의 말뚝 시공 및 발파굴착에 의한 진동 영향을 검토하여 인접 시공방법에 따른 기존 터널 안정성이 확보되는 영역을 검토하였다. 국내 다양한 근접시공 영역에 대한 기준을 바탕으로 운용 중인 수로터널 특성을 반영하여 안전영역을 재검토하였으며, 이를 바탕으로 근접 안전 시공범위를 제시하였다.