발파진동은 보통 지반진동속도로 계측되며, 발파설계나 구조물의 피해 산정에 사용된다 그러나 인체의 반응-이나 가축의 피해 산정 문제에서는 현행 소음진동규제법과 관련하여 인체의 감각적 감응척도에 따른 진동레벨을 주로 사용하므로 변환이 필요하다. 본 연구에서는 디지털 필터에 의한 진동레벨 변환 프로그램을 이용하여 진동의 특성이 따른 진동레벨 변환의 특성을 고찰하고 문제점을 제시하였다.
발파진동속도(PVS, PPV, $V_V$)와 진동레벨과의 관계식을 산출하기 위해서 동일한 위치에서 동시에 측정한 진동속도와 진동레벨의 자료를 회귀분석 하였다. 회귀분석결과 발파진동속도와 진동레벨과의 상관관계는 좋았다. 이 연구결과 진동레벨과 진동속도와의 관계식들은 환경진동의 평가 및 관리에 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 발파가 이루어지는 공사현장에서의 거리별 진동레벨을 리온계측기로 측정하였고 같은 거리상에서 진동속도를 측정을 위해 BlastmateIII를 사용하였다. 현장실험에서 발파는 총 5,180kg의 장약량으로 총 130회의 발파가 진행되었으며 회당 발파공수는 5, 10, 20공으로 공당 4kg의 약량이 사용되었다. 발파로 인한 진동은 진동속도와 진동레벨로 같은 거리에서 동시 측정하였다. 계측은 발생원으로부터 15~102m 구간에서 측정하였고 8차례 구간을 나누어 진동속도, 진동레벨 데이터를 각각 273개 획득하였다. 측정된 진동속도 데이터를 이용하여 기존의 상관식에 의하여 분석하였으며 이를 실제 측정한 진동레벨과 비교 분석하고 상관성에 대하여 연구해 보았다.
발파진동을 계측하여 예측방법의 타당성을 검토하였고, 환경규제 기준으로의 변환방식을 규명하였다. 진동레벨과 진동속도의 환산거리 설계 적용성은 진동속도가 더 좋았다. 따라서 설계나 시공은 진동속도로 관리하고 이를 법적 기준인 진동레벨로 변환할 필요성이 있었다. 기존의 변환식 중에서 충격진동 데이터로만 구성하여 변환식을 구하였고, 동시에 측정된 진동속도와 진동레벨의 상관식에 의한 변환식을 구하였으며, 퓨리에 변환을 하여 각 주파수 별로 감각보정하여 진동레벨을 구하였다. 세 가지 방법을 이용하여 변환한 결과 모두 오차가 있으므로 변환에 의한 피해 보상의 판정에는 무리가 있었으나, 그 중에서 발파시 동시에 측정된 수직방향 성분 PPV와 진동레벨의 변환식이 가장 실용적으로 판단되었다.
건설현장의 노천발파로 발생되는 지반진동은 인체의 간접피해 및 구조물의 물적 피해를 동반하며, 인체는 진동레벨, 구조물은 진동속도 단위로 평가한다. 본 연구는 실시단계 진동기준 중 진동속도 외 누락된 진동레벨 단위를 추가, 진동속도 및 진동레벨을 동시 측정한 적용사례로서 추후 민원이 예상되는 현장관리에 도움이 될 것으로 여겨진다. 발파진동 및 진동레벨 추정식 도출을 위한 표본수는 총 232개가 사용되었으며, 진동속도 0.3 cm/s와 진동레벨 75 dB(V) 기준의 지발당장약량을 비교한 결과, 후자가 20.0~40.9% 여유가 있음을 입증하여 진동레벨 단위척도 추가는 전혀 문제되지 않음을 언급하였다. 소음 진동 관리법이 우선된다면 노천발파 시공비용은 훨씬 저감될 것으로 생각된다. 본 연구에서 사용된 계측기기는 국내에서 처음으로 진동속도 및 진동레벨을 동시 측정할 수 있는 특성을 지닌 SV-1모델을 사용하였다.
펌프의 장시간 운전에 대한 안정성을 보장하기 위해 펌프 설치레벨에 대하여 API 규격 및 펌프 제조사 규정이 있다. 그러나 현장에서는 펌프의 설치레벨에 대하여 간과하여 설치하는 경우가 다수 있다. 이에 본 연구는 횡형펌프의 설치레벨 기준을 제시하고 기준을 초과하는 설치레벨이 펌프 케이싱에 어떠한 변형을 야기하는지 또한 변형을 통한 베어링부 preload 예측 및 preload를 받는 축계의 응답특성을 평가하여, 펌프 베어링 하우징에서의 동적인 응답을 판단하고 설치레벨이 펌프 진동에 미치는 영향을 판단하는 것에 목적이 있다.
진동속도를 진동레벨로 환산하는 몇 가지 식을 검토하고 환경분쟁 사례에 적용하여 그 타당성을 검토하였다. 또 구조물에 대한 진동피해가 인정되었지만 정신적 피해가 인정되지 않은 사례에 대해 검토하고 그 원인을 고찰하여 그 원인이 잘못된 환산식을 적용하였거나, 침하 등 건설상의 피해를 진동피해로 잘못 인정된 경우임을 보였다.
본 논문에서는 수치해석적인 기법을 이용하여 지하철 주변 지반의 진동레벨 감쇠에 대한 연구를 수행하였다. 해석 결과 터널이 토사지반에 있을 경우 지반진동에 가장 큰 영향을 미치는 요소는 지반의 물성치로 나타났고, 암반에 있을 경우 가장 큰 영향을 미치는 것은 암반의 물성치로 나타났다. 또한, 진동원과의 연직면에서 떨어져 있는 각도를 기준으로 영향범위를 산정한 결과, 대부분의 해석 결과에서 연직면에서 $30^{\circ}$ 이내에 있을 경우 진동레벨의 감쇠 현상은 크지 않은 것으로 판단되었고, $40^{\circ}$ 이상이 되면 진동레벨은 급격히 감소하는 경향이 있는 것으로 나타났다.
The vibration level (dB(V)) and vibration velocity (cm/sec) on the ground and buildings due to the differences of the measuring sites from the blasting source was investigated. To compare with vibration level and vibration velocity theirs magnitude was not surely directly proportional and vibration velocity 0.1 cm/sec was $45\~50$ dB(V). The difference between the measured vibration level and the calculated vibration level by Ejima's equation using vibration velocity PVS(peak vector sum) showed $21.0\~30.9$ dB(V) on the ground, $15.3\~23.6$ dB(V) on the apartment, respectively. And the correlation of vibration velocity and nitration level at the measuring sites of lower altitude showed higher than that of higher altitude.
충격음 저감재의 동탄성계수와 감쇠계수는 차단성능을 평가하는데 있어 중요한 물성치가 된다. 저감재의 동탄성계수는 뜬바닥구조의 고유진동수를 결정짓게 되며, 저감재의 동탄성계수가 높을수록, 즉 고유진동수가 높아짐에 따라 실험실 경량충격음레벨 저감량은 지수함수적으로 감소됨을 실험을 통해 알 수 있다. 또한, 저감재를 포함한 뜬바닥구조를 1자유도 진동계로 가정한 이론값과 실험실 경량충격음레벨 저감량의 결과가 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났으며, 이 때 감쇠계수의 영향은 반드시 고려되어야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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