• 한국건축시공학회지
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• 제19권2호
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• pp.167-174
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• 2019

방호시설은 인원과 자산의 생존성을 보장할 수 있는 최후의 수단으로서 일반 건축물보다 고려해야 할 사항이 많다. 하지만 국방 군사 시설기준 및 행정안전부 훈령에서 군 관의 방호기준은 적 위협만을 고려하고 있다. 본 연구에서는 전문가 집단의 의견을 통해 객관적이고 통계적 방법을 사용하여 방호요구수준의 고려사항을 재선정하고자 한다. 연구방법은 델파이기법을 사용하였으며, 21명의 국방 군사 시설기준과 관련 있는 전문가들을 선정하였다. 1차 설문은 개방형 질문으로 방탄 방폭 설계시 방호요구수준의 고려사항을 종합하였고, 2차 설문은 폐쇄형 질문으로 7점 척도법을 적용하였다. 채택된 전문가의 의견에 대해 요인분석을 실시한 결과, 방호요구수준의 고려사항이 METT+TC에 기인한다는 것을 확인하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.79-90
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• 2021

This paper presents a study to reduce the effect of blast pressure on the blast valves installed in protection tunnels, where the shape of the tunnel entrance and the blast pocket is optimized based on the predetermined basic shape of the protective tunnels. The reliability of the numerical tunnel models was examined by performing analyses of mesh convergence and overpressure stability and with comparison to the data in blast-load design charts in UFC 3-340-02 (DoD, 2008). An optimal mesh size and a stabilized distance of overpressure were proposed, and the numerical results were validated based on the UFC data. A parametric study to reduce the blast overpressures in tunnel was conducted using the validated numerical model. Analysis was performed applying 1) the entrance slope of 90, 75, 60, and 45 degrees, 2) two blast pockets with the depth 0.5, 1.0, and 1.5 times the tunnel width, 3) the three types of curved back walls of the blast pockets, and 4) two types of the upper and lower surfaces of the blast pockets to the reference tunnel model. An optimal solution by combining the analysis results of the tunnel entrance shape, the depth of the blast pockets, and the upper and lower parts of the blast pockets was provided in comparison to the reference tunnel model. The blast overpressures using the proposed tunnel shape have been reduced effectively.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.285-303
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• 2023

도심지 인프라 조성과 효율적인 공간 활용을 위하여 지하 공간 구축에 대한 관심이 증가하고 있다. 지하공간의 대표적인 활용방법으로는 터널이 있으며, 도로 터널 외에도 전력구 및 공동구와 같은 유틸리티 터널에 대한 건설도 점차 증가하고 있는 실정이다. 현행의 기본적인 터널 공법은 NATM (New Austrian Tunnelling Method)과 TBM (Tunnel Boring Machine)으로 구분할 수 있다. NATM 방식은 신뢰성 있는 공법이긴 하나 발파작업에 따른 진동 및 소음이 수반된다. TBM 굴착공법의 경우 공사 기간과 공사비 부분에서 불리한 측면이 있지만, 적정한 보완 방법들을 도입하면 경제성의 제고가 가능하다. 본 연구에서는 방호쉴드 공법을 이용하여 TBM 선행 굴착 후 NATM 방식으로 발파를 수행하는 공법을 개발하였다. 이는 각 터널 공법의 단점들을 보완한 형태로 공기 및 공사비 절감, 발파 진동 및 소음 등의 저감이 기대되는 방법이다. 개발 공법의 성능을 검토하기 위하여 방호쉴드 축소 모형을 적용한 방호쉴드의 성능평가 실험을 수행하였으며, 방호쉴드 공법의 발파진동 영향 등을 분석하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.21-28
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• 2018

This paper presents two-step simulations to calculate the influence of blast-induced pressures on explosion-protection valves installed at the boundary between a protection facility and a tunnel entering the facility. The first step is to calculate the respective overpressure on the entrance and exit of the tunnel when an explosion occurs near the tunnel entrance and exit to approach the protection facility. Secondly, the blast pressures on the explosion-protection valves mounted to walls located near the tunnel inside approaching the protection facility are analyzed with a 0.1 ms time variation using the results obtained from the first-step calculations. The following conclusions could be derived as a results: (1) The analysis of the entrance tunnel scenario, P1, leads to the maximum overpressure of 47 kPa, approximately a half of the ambient pressure, at the inner entrance due to the effect of blast barrier. For the scenario, P2, the case not blocked by the barrier, the maximum overpressure is 628 kPa, which is relatively high, namely, 5.2 times the ambient pressure. (2) It is observed that the pressure for the entrance tunnel is effectively mitigated because the initial blast pressures are partially offset from each other according to the geometry of the entrance and a portion of the pressures is discharged to the outside.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.93-102
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• 2010

최근, 토목 분야에서의 RC 구조물의 보강을 위한 FRP 사용이 증대되고 있다. 특히, FRP로 보강된 구조물의 폭발저항성능에 대한 관심이 증가하면서 폭발하중에 대한 FRP의 보강 효과에 대한 검토가 필요하게 되었다. 폭발하중을 받는 FRP의 보강 효과를 측정하기 위해 9개의 $1,000{\times}1,000{\times}150\;mm$의 RC 패널 시편을 제작하였으며, 각 시편에는 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아, 폴리우레아와 CFRP의 동시 보강한 경우와 현무암 섬유 복합재(BFRP, basalt fiber reinforced polymer)로 보강하여 각 보강 섬유의 폭발 저항 성능을 검토하고자 하였다. 폭발하중은 ANFO 15.88 kg의 장약량을 1.5 m 이격거리로 적용하였으며, 측정하고자 한 데이터는 초기 압력폭발압력하중 뿐만 아니라, 반사압력, 충격량, 중앙부의 처짐, 철근, 콘크리트 및 FRP의 변형률를 측정하였다. 각 시편의 파괴모드는 control 시편인 일반 강도 시편과 비교하였다. 실험을 통해 보강 재료에 따른 방폭 성능을 파악하였으며, 이 실험 결과는 구조물에 요구되는 방호 성능 및 방호도에 따라 보강 재료를 선택하는 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.464-469
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• 2019

본 논문에서는 화생방 방호시설에 사용되는 가스 차단밸브를 비롯한 각종 밸브 및 출입통제 챔버를 제어할 수 있는 원격 감시패널과 제어시스템을 개발하였다. 원격 감시패널은 화생방 통제실에 설치되는 메인 패널과 청정 기계실에 설치되는 보조 패널로 구성하였으며, 그 크기를 순수 제어용과 CCTV를 포함한 제어용으로 구분하여 개발하였다. 본 시스템은 방폭문 및 가스 차단문이 전시 및 평시에 발생할 수 있는 상황별 상태에 따라 원격 감시 및 제어가 가능하며, 평시모드와 전시모드로 구분하여 각 모드 작동시 추가적인 활성창을 통하여 제어 정보를 표시한다. 특히, 화생방 방호시설 내부의 각종 밸브 및 센서 그리고 각종 여과기의 동작상태를 주기적으로 센싱하여 각각의 기구 및 기기들의 정상동작 여부를 파악하며, 수리 및 교체가 필요할 경우 이를 원격으로 상황 근무자에게 경보함으로써 위급상황에서 각각의 기기들의 동작이상으로 인한 피해를 미연에 방지한다. 이를 통하여 화생방 상황 발생시 차단밸브 및 양압밸브의 상태에 따른 송풍기, 급기 및 배기 댐퍼의 작동, 비상 발전기 및 냉각수 펌프 등의 제어가 가능하여 재래식 무기 및 핵폭발에 의한 폭풍압의 급격한 유입으로 인한 피해를 예방할 수 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제18권4호
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• pp.313-319
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• 2018

전 세계적으로 폭발성 물질 사용 증가와 폭탄테러 등으로 인명 및 재산 피해가 증가하고 있는 추세이다. 이에 중요 건축물이나 군사시설에 방호 방폭 성능을 향상시킬 목적으로 섬유보강 고성능 시멘트 복합체(HPFRCC)에 대한 연구가 진행되고 있다. 그러나, HPFRCC의 자기수축 문제를 해결하기 위해 ERCO를 혼입하게 되면 높은 점성 및 지방분의 시멘트 알칼리와의 조기반응으로 유동성, 공기량 및 강도 등 품질저하의 문제점이 발생한다. 이에 본 연구에서는 기존에 도출된 HPFRCC의 최적 배합에 ERCO 혼입시기 및 혼입율 변화에 따른 HPFRCC의 자기수축저감 및 기초적 특성에 대해 분석하였다. 그 결과 모르타르 믹싱완료 후 ERCO를 0.5% 혼입하는 후혼입 방법이 유동성, 강도 및 자기수축저감 등의 HPFRCC의 품질 향상에 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권1호
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• pp.1-8
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• 2017

최근 전 세계적으로 폭탄테러 및 폭발사고가 빈발하여, 인명 및 재산피해가 증가하고 있다. 따라서 방호 방폭 성능을 갖는 고성능 시멘트 복합재료(HPFRCC)에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 최적의 HPFRCC를 군부대 시설에 실제적으로 적용하기에 앞서 유 무기 복합섬유 혼입율 및 ERCO 혼입율 변화에 따른 HPFRCC의 기초적 특성 및 자기수축 저감 성능을 분석하고자 하였다. 그 결과, 적절한 유동성, 강도, 자기수축저감 효과를 종합적으로 고려할 때 복합섬유(SS+OL) 혼입율 1.5%에 ERCO 0.5%의 혼입이 가장 효과적인 것으로 평가 되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.4192-4200
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• 2015

본 논문에서는 방호 방폭 구조물용 스프레이 콘크리트 재료 개발을 위해 기포를 혼입하여 강섬유의 분산성을 향상시킴으로서 강섬유 혼입 고인성 셀룰러 스프레이 콘크리트 재료를 개발하였다. 강섬유의 분산성 향상을 위해 과다하게 투입된 기포는 스프레이를 통해 대부분 소산하여 최종적으로 3 % ~ 6 % 미만의 적정 혼입율을 만족하게 되며, 이 상태에서 압축강도 및 휨인성 특성에 대해 고찰하였다. 압축강도 시험결과 28일 및 56일 강도에서 우수한 강도성능을 나타냈으며, 휨강도 및 휨인성 특성 또한 우수한 성능을 보여 과다하게 투입된 기포는 강섬유의 분산성을 향상 시키지만, 강도저하를 유발하지는 않는 것으로 판단된다. 그러나 화상분석을 통한 공극구조 분석 결과 소요의 간격계수와 비표면적을 얻는데 실패하였으며, 이것은 스프레이에 의한 공기량 소산 효과가 너무 커 간격계수가 다소 크게 측정된 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5A호
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• pp.565-575
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• 2009

최근, 테러 및 전쟁과 관련된 폭발사고가 빈번히 발생하고 있으며, 특히 도심지에서는 이러한 폭발사고로 인해 인명피해 뿐 아니라 주요 시설물에도 큰 손상이 가해져 제2차, 3차의 피해가 발생하게 된다. 폭발사고에 대하여 인명 및 시설물을 안전하게 보호하기 위해서는 기본적으로 구조물에 가해지는 폭발하중 효과에 대한 이해가 필요하다. 폭발하중은 매우 빠른 시간 내에 콘크리트 구조물에 큰 압력으로 작용하는 하중이므로 변형률 속도와 구조물의 국부적인 손상을 고려하여 동적응답을 평가해야 한다. 일반적으로, 콘크리트는 다른 건설재료에 비해 상대적으로 높은 폭발저항성을 가진 재료이지만, 일반강도 콘크리트는 충격 및 폭발하중에 대하여 충분한 저항성능을 가지지 않는다. 그러므로 방호설계에서는 고에너지 흡수력과 높은 파괴저항성을 지니는 새로운 재료의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 최근 활발하게 연구 중인 초고강도 콘크리트(UHSC)와 Reactive Powder Concrete(RPC)에 대한 방폭성능을 평가하고자 한다. UHSC와 RPC는 강도 및 성능향상, 부재의 치수 및 중량 감소, 내진저항성 향상과 같은 장점들로 인해 초고층건물 및 초장대교량에서 사용되어지고 있다. 또한 UHSC와 RPC는 9.11테러와 같은 테러 및 충격하중에 의한 사회주요시설물의 방호설계에 적용할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 폭발하중에 대한 UHSC 및 RPC 구조물의 거동을 파악하기 위하여 $1.0m{\times}1.0m{\times}150mm$의 슬래브 구조물 시편을 제작하여 폭발실험을 수행하였으며, 폭발파의 특성 뿐만 아니라 최대 및 잔류 변위와 철근과 콘크리트 표면에서 변형률을 측정하여 구조물의 거동을 분석하였다. 또한 손상 및 파괴모드를 각 시편별로 측정하였다. 본 실험을 통해 UHSC 및 RPC가 일반강도콘크리트에 비해 폭발저항성이 높은 것으로 분석되었다.