• 화약ㆍ발파
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• 제23권1호
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• pp.65-77
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• 2005

최근 도심지 고층 구조물의 수가 증가하면서 수명이 오래된 구조물에 대한 재건축 수요가 증가하고 있는 실정이다. 기존 구조물을 철거하는 방법에는 기계식 해체 공법과 발파 해체공법이 있으나 10여층 이상의 고층건물일 경우 발파해체공법을 사용하는 겅이 경제적으로 유리한 것으로 알려져 있다. 발파해체공법을 사용할 경우, 발파에 앞서 미리 그 붕괴거동을 예측하는 일은 안전한 발파를 위해서 뿐만 아니라 발파해체의 실패를 방지하기 위해서 필수적으로 요구된다. 과거의 연구에서 이차원 입자결합모델을 사용하여 구조물 해체과정을 모사한 사례가 있었지만, 실제 발파붕괴 거동을 적절히 모사하는 데는 많은 제약이 있었다. 본 연구에서는 개별요소법을 기반으로 입자결합모델을 사용한 상용 프로그램인 PFC3D를 사용하여 구조물의 3차원 해체발파를 모사하였다. 삼차원 해석에서는 해석 시간이 오래 걸리는 단점으로 인하여 현실에 가까운 모사를 완성할 수 없었지만 몇 가지 입력변수를 바꾸어가며 그들의 효과를 관찰하였다. 보다 현실에 가까운 결과를 얻기 위해서는 입력변수의 설정과 부재 특성의 모사에 보다 많은 노력이 필요할 것으로 보인다.

• 화약ㆍ발파
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• 제26권1호
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• pp.39-48
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• 2008

그 동안 우리나라와 같이 터널 및 노천 발파 현장 근거리에 보안물건이 위치해 있어 진동제어가 절실히 필요한 상황에서 진동제어에 효과가 있는 것으로 알려진 전자뇌관을 이용하여 불쾌감을 주던 발파음을 쾌적한 발파음으로 전환하고자 연주식발파공법(Orchestra blasting method, OBM)개발에 대한 연구가 진행되어왔으며, 본 연구에서는 리듬감구현에 중점을 두고 실험을 실시하였다. 우선 단발발파를 실시하여 독립파형을 획득, 누적 파형합성프로그램(Program blasting wave, PBW)을 이용하여 분석한 결과 실험 현장의 최적지연초시는 34ms를 나타내었고, 50ms이상에서는 수렴하는 경향을 보였다. 또 리듬감 구현에 필요한 지연시차를 선택한 음악의 실제 연주 시간을 분석하여 결정하였고, 그 결과 실제 연주 시간에 맞춰 기폭된 발파음은 큰 북으로 연주하는 듯한 느낌을 주는 쾌적한 발파음으로 전환시킬 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제35권4호
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• pp.1-9
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• 2017

본 연구는 인공절리를 이용한 발파효과 검토를 위해 인공절리 수, 인공절리 간격, 인공절리 경사에 따른 발파속도의 영향 및 기여도를 평가 분석한 연구이다. 인공절리 상태 변화에 따른 발파속도는 동적해석 프로그램인 AUTODYN을 이용하여 획득하였다. 수치해석 결과에 대해 정규화 분석을 수행하였고, 각 인자의 기여도 분석을 위해 강건설계 실험계획법을 이용하여 설계 인자를 분석하였다. 각 인자는 3수준으로 설정하였고, 분석에 직교 배열표 $L_9(3^4)$를 사용하였다. 정규화 분석을 통해 수치해석 결과를 분석한 결과 인공절리 경사가 증가함에 따라 발파속도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 인공절리 간격과 인공절리 경사에 대해 발파속도를 분석한 결과 발파속도는 경사가 수직일 때 인공절리 간격이 증가함에 따라 감소는 경향을 보였다. 강건설계를 이용한 기여율 분석결과 발파속도에 가장 큰 영향을 미치는 것은 인공절리 경사이며, 이어서 인공절리 수, 인공절리 간격 순으로 기여율이 평가되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제31권1호
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• pp.76-86
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• 2013

전자뇌관을 사용하여 근접 보안물건에 대한 터널발파 진동제어를 위해서는 근거리 발파진동 특성에 대한 이해가 필요하다. 본 논문에서는 터널발파 진동의 결정에 있어서, 심발부와 확대부의 영향을 분석하였다. 분석을 위한 계측자료는 "원주~강릉 복선전철 제${\bigcirc}{\bigcirc}$공구 노반건설공사" ${\bigcirc}{\bigcirc}{\bigcirc}$ 터널 현장의 기존 도로 하부통과 구간에서 획득하였다. 이에, 0.01%의 높은 시차 정밀도를 가진 터널용 전자발파시스템을 활용하여, 최대 지발당 장약량을 정밀하게 유지함으로써 뇌관 오차에 의한 진동 증폭현상을 제거하고, 진동제어에 유리한 심빼기 발파방법으로 번 컷(Burn-Cut)을 채택하였다. 그 결과, 심발부의 진동수준이 가장 높다는 일반적인 발파 상식과 달리 확대부의 진동수준이 상대적으로 더욱 높은 것으로 나타났다. 결과적으로, 근접 거리의 터널 발파진동은 전자뇌관을 심발부에 적용함으로서 저감시킬 수 있으며, 전체 영역에 전자뇌관을 사용할 경우 더욱 효과적으로 발파진동을 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.100-108
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• 2017

최근에 도시화와 산업화 및 교통망의 지속적인 확보로 인하여 발파공사를 시행하는 공사장이 증가하고 있다. 발파공사는 주변 주민들의 주거환경과 인접시설물들의 안전에 큰 영향을 미치므로 이에 대한 대책이 필요하다. 본 연구에서는 발파피해를 줄이기 위한 방법 중에서 발파공내의 발파메커니즘을 규명하고 개선하였다. 일반적인 공법에서 발생하는 천공경과 폭약경 사이의 차이로 인한 공간에서 디커플링효과를 규명하고, 이 공간의 매질을 변화시킴으로서 발파 시 진동발생의 규모를 규명하였다. 발파시험은 도로, 철도, 산업단지에서 실시하고, 발파진동을 측정하였다. 측정된 진동속도를 회귀분석하여 발파진동추정식을 산정하고 이를 이용하여 이격거리를 산정하였다. 공내 매질이 공기보다는 물처럼 비중이 큰 경우에 충격력은 크나 폭발 지연시간이 짧아 진동전달거리가 작아 이격거리를 크게 확보할 수 있다.

• 화약ㆍ발파
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• 제36권4호
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• pp.1-8
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• 2018

본 수치해석 연구는 하프장전 발파법의 채광발파 및 터널발파에의 적용성을 평가하기 위해 수행되었다. 하프장전 발파란 한 차례의 천공공정 중에 설계된 공깊이보다 2배로 깊은 발파공을 미리 천공한 다음, 연속적인 두 차례의 발파공정을 통해 굴착하는 방법을 말한다. 이 방법의 목표는 발파효율의 향상뿐만 아니라 광산발파나 터널굴착 프로젝트에서 공사비용과 공기를 단축시키는 데 있다. 본 연구에서는 ANSYS AUTODYN 프로그램 상의 Euler-Lagrange 해석기를 사용하여 몇 차례의 해석을 실시함으로써 제안된 방법이 지하굴착에서의 발파결과에 어떠한 영향을 미치는지를 확인하였다. 해석모델은 오일러 모델(폭약, 공기 및 전색 재료)과 라그랑쥬 모델(암석 재료)로 구성되어 있다. 해석 결과, 제안된 발파방법의 경우에는 긴 발파공의 바닥부에 형성되는 에어데크로 인하여 통상의 발파방법에 비해 발파공 부근에서 더 높은 충격압력과 입자속도를 발휘하는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.13-25
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• 2021

트라우즐 연주시험은 화약의 발파성능을 검증하기 위해서 널리 사용되는 시험방법 중 하나이다. 위력이 검증된 폭약을 연주블록의 발파공에 장약 및 전색하여 폭발시킨 후 발파공의 체적변화를 통해 화약의 위력 또는 전색효과 등을 측정하는 방법이라 할 수 있다. 본 연구에서는 발파 시 전색물에 따른 전색효과를 서로 비교하기 위하여 트라우즐 연주시험 및 3차원 고속카메라를 이용한 이미지영상상관기법을 도입하여 발파실험을 수행하였다. 실험에 사용된 폭약은 산업용 에멀젼 폭약을 적용하였고, 전색재료는 모래 및 잔골재를 사용하였다. 트라우즐 연주시험 및 수치해석을 통한 비교에서 표준사보다 잔골재 전색의 경우가 연주블록의 확장이 크게 나타났으며, 3D-DIC 시스템에서도 잔골재 전색의 경우가 모래전색보다 직경변화와 표면변형률 모두 높은 수치를 보였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.57-65
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• 2022

본 연구에서는 폭약과 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 고체(Lagrangian)와 유체(Eulerian)를 혼합 모델링하기 위해 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) 방법을 선택하였다. 시간의존적 해석은 발파공정 시간 동안 수행되었다. 폭약과 매질(공기 또는 물)을 유한 요소망으로 모델링하였고, 발파공은 시작점(폭약)에서 발파공벽에 도달하는 전파 속도와 충격력을 결정할 수 있는 강체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 물의 전파속도와 충격력은 공기의 경우보다 컸다. 추가로 발파 작업의 실제 현장을 모델링하고 시뮬레이션하였다. 암석은 탄소성체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 충전매질이 물인 경우 순간 충격력이 더 크고, 파쇄블록 크기는 더 작은 것으로 나타났다. 반면 발파공배면에서의 충격량은 물인 경우에 더 작았는데, 이는 파쇄에 충격에너지가 상당부분 사용되고, 파쇄로 인한 감쇠 효과에 의해 주변의 고체를 통한 압력 전파는 공기보다 작아지기 때문이다. 이로써 충전매질로서 물이 공기보다 경제성이 더 높다는 것이 입증되었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제25권1호
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• pp.31-43
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• 2007

현재 대부분의 국내 터널은 천공발파 기법을 이용하여 굴착되고 있다. 심발발파는 터널굴착면의 1 자유면 상태에서 가장 먼저 발파가 이루어지므로 터널발파에서 가장 중요한 단계이며 전체의 굴진효율과 진동 및 소음을 결정하는 역할을 한다. 여기서는 기존의 V-Cut 공법의 시공 편의성을 최대한 활용하면서 굴진효율을 개선시킨 새로운 심발발파 방법인 SAV-Cut (Stage Advance V-Cut) 공법을 소개한다. SAV-Cut 공법은 건설교통부에서 지정하는 건설 신기술(제518호)으로서 중앙공을 천공 및 선기폭하여 암반을 약화시킨 다음 경사공을 단계별로 기폭하는 것을 주요 특징으로 하고 있다. SAV-Cut 발파공법의 메커니즘을 수치해석과 여러 현장에 실제 적용을 통하여 검증하였고, 발파효율의 증대와 진동저감 효과를 확인하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권4호
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• pp.41-50
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• 2023

본 연구에서는 굴착 물량 증대와 발파공해 저감을 위해서 전자뇌관을 이용한 수직방향 더블 데크 공법을 적용하였다. 더블 데크 공법은 상부 데크 발파 후 자유면이 완전히 형성되지 않은 상태에서 하부 데크 발파가 진행되면 발파 효율이 감소할 가능성이 있다. 이와 같은 이유로 더블 데크 공법은 데크 단차에 따라서 발파 효율이 달라진다. 따라서 본 연구에서는 홀 단차의 1~5배를 적용한 4가지 데크 단차를 제안하였고, 발파 후 파쇄도 분석을 통해 발파 효율을 평가하였다. 파쇄도 평가 결과 패턴 4(데크 단차=홀 단차×5)의 파쇄도가 가장 좋았으며, 패턴 3(데크 단차=홀 단차×3) 이상에서 파쇄효율이 큰 폭으로 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 수직방향 더블 데크 발파 시 데크 단차는 최소 홀 단차의 3배 이상이 되어야 효율적인 발파 효과를 얻을 수 있다고 분석되었다.