• 화약ㆍ발파
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• 제41권3호
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• pp.26-37
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• 2023

발파공법을 이용한 터널 건설 시 발생하는 진동을 최소화할 수 있는 폭약량의 결정을 위해서는 현장에서 시험발파, 혹은 유사조건에서의 진동기록을 분석하여 발파진동계수 K, n을 도출해야 한다. 본 연구에서는 시험발파를 수행하지 못할 경우, 합리적인 K 및 n을 도출할 수 있는 기법의 개발을 목적으로 하였다. 이를 위해 실규모 시험발파 자료를 수집한 후, 심층학습(DL)을 활용하여 화약류의 종류, 심발공법, 암반의 성인 및 종류, 암반등급에 따라 발파진동계수(K, n)를 예측할 수 있는 방법을 연구하였다. 또한 시추공 시험발파 결과의 한계성을 보완하고, 현실에 좀 더 부합하는 설계 수행을 목적으로 실규모 및 시추공 시험발파 결과 간의 보정값을 산정하였다. 본 연구결과 시추공 시험발파 결과식에 따른 사용 가능한 폭약량을 비교하였을 경우, 심층학습(DL)에 의한 결과는 50%이상, 보정값을 반영한 결과는 기타 발파진동 추정식과 유사하거나 약 20% 더 사용할 수 있어서 보다 경제적 설계가 가능하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권2호
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• pp.86-97
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• 2012

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.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.139-150
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• 2005

유한요소법을 이용하여 기둥단면이 직선형태로 변화하는 3경간 단층 골조의 두 고유치 (탄성임계하중과 횡방향 기본진동수)를 산정하였다. 수치해석에서 고려한 변수는 기둥의 taper 비 ($={\alpha}$), 경간대 층고비 ($={\beta}$), 보와 기둥의 단면2차 모멘트 비(=Y)이다. 또한 주각의 지지상태와 주두의 수평동(side-sway)유무가 고유치에 미치는 영향도 고려하였다. 하나의 연속함수로부터 고유치의 변화 추정이 가능한 대수 함수식을 제안하였다. 대수함수식의 변수는 수치해석에서의 변수 즉 ${\alpha}$, ${\beta}$ 및 Y 이다. 골조에 작용하는 축방향력의 크기를 점차 증가시켜 가면서 여기에 대응하는 진동수의 감소현상을 검토하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제9권1호
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• pp.3-13
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• 1991

발파에 의한 지반진동의 크기는 화약류의 종류에 따른 화약의 특성, 장약량, 기폭방법, 전새의 상태와 화약의 장전밀도, 자유면의 수, 폭원과 측간의 거리 및 지질조건 등에 따라 다르지만 지질 및 발파조건이 동일한 경우 특히 측점으로부터 발파지점 까지의 거리와 지발당 최대장약량 (W)간에 깊은 함수관계가 있음이 밝혀졌다. 즉 발파진동식은 $V=K{\cdot}(\frac{D}{W^b})^n{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (1) 여기서 V ; 진동속도, cm /sec D ; 폭원으로부터의 거리, m W ; 지발 장약량, kg K ; 발파진동 상수 b ; 장약지수 R ; 감쇠지수 이 발파진동식에서 b=1/2인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt{W}$를 자승근 환산거리(Root scaled distance), $b=\frac{1}{3}$인 경우 즉 $D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$를 입방근환산거리(Cube root scaled distance)라 한다. 이 장약 및 감쇠지수와 발파진동 상수를 구하기 위하여 임의거리와 장약량에 대한 진동치를 측정, 중회귀분석(Multiple regressional analysis)에 의해 일반식을 유도하고 Root scaling과 Cube root scaling에 대한 회귀선(regression line)을 구하여 회귀선에 대한 적합도가 높은 쪽을 택하여 비교, 검토하였다. 위 (1)식의 양변에 log를 취하여 linear form(직선형)으로 바꾸어 쓰면 (2)式과 같다. log V=A+BlogD+ClogW ----- (2) 여기서, A=log K B=-n C=bn (2)식은 다시 (3)식으로 표시할 수 있다. $Yi=A+BXi_{1}+CXi_{2}+{\varepsilon}i{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$(3) 여기서, $Xi_{1},{\;}Xi_{2} ;(두 독립변수 logD, logW의 i번째 측정치. Yi ; ($Xi_1,{\;}Xi_2$)에 대한 logV의 측정치 ${\varepsilon}i$ ; error term 이다. (3)식에서 n개의 자료를 (2)식의 회귀평면으로 대표시키기 위해서는 $S={\sum}^n_{i=1}\{Yi-(A+BXi_{1}+CXi_{2})\}\^2$을 최소로하는 A, B, C 값을 구하면 된다. 이 방법을 최소자승법이 라 하며 S를 최소로 하는 A, B, C의 값은 (4)식으로 표시한다. $\frac{{\partial}S}{{\partial}A}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}B}=0,{\;}\frac{{\partial}S}{{\partial}C}=0{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (4) 위식을 Matrix form으로 간단히 나타내면 식(5)와 같다. [equation omitted] (5) 자료가 많아 계산과정이 복잡해져서 본실험의 정자료들은 전산기를 사용하여 처리하였다. root scaling과 Cube root scaling의 경우 각각 $logV=A+B(logD-\frac{1}{2}W){\;}logV=A+B(logD-\frac{1}{3}W){\;}\}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (6) 으로 (2)식의 특별한 형태이며 log-log 좌표에서 직선으로 표시되고 이때 A는 절편, B는 기울기를 나타낸다. $\bullet$ 측정치의 검토 본 자료의 특성을 비교, 검토하기 위하여 지금까지 발표된 국내의 몇몇 자료를 보면 다음과 같다. 물론, 장약량, 폭원으로 부터의 거리등이 상이하지만 대체적인 경향성을 추정하는데 참고할수 있을 것이다. 금반 총실측자료는 총 88개이지만 환산거리(5.D)와 진동속도의 크기와의 관계에서 차이를 보이고 있어 편선상 폭원과 측점지점간의 거리에 따라 l00m말만인 A지역과 l00m이상인B지역으로 구분하였다. 한편 A지역의 자료 56개중, 상하로 편차가 큰 19개를 제외한 37개자료와 B지역의 29개중 2개를 낙외한 27개(88개 자료중 거리표시가 안된 12월 1일의 자료3개는 원래부터 제외)의 자료를 computer로 처리하여 얻은 발파진동식은 다음과 같다. $V=41(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.41}{\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (7) (-100m)(R=0.69) $V=124(D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W})^{-1.66){\;}{\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots\cdots}$ (8) (+100m)(R=0.782) 식(7) 및 (8)에서 R은 구한 직선식의 적합도를 나타내는 상관계수로 R=1인때는 모든 측정자료가 하나의 직선상에 표시됨을 의미하며 그 값이 낮을수록 자료가 분산됨을 뜻한다. 본 보고에서는 상관계수가 자승근거리때 보다는 입방근일때가 더 높기 때문에 발파진동식을 입방근($D{\;}/{\;}\sqrt[3]{W}$)으로 표시하였다. 특히 A지역에서는 R=0.69인데 비하여 폭원과 측점지점간의 거리가 l00m 이상으로 A지역보다 멀리 떨어진 B지역에서는 R=0.782로 비교적 높은 값을 보이는 것은 진동성분중 고주파성분의 상당량이 감쇠를 당하기 때문으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1729-1733
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• 2010

본 연구에서는 7개 지점(여주, 적성, 왜관, 진동, 공주, 구례2, 나주)에 대해 유사량 특성 분석을 수행하였다. 부유사량은 강우가 집중되는 홍수기와 이의 전 후시기인 저 평수기(2회)로 나누어 왕복수심적분법(D-74)으로 측정하였고, 하상토는 BM-54, Grab Sampler(60 L), 선격자 등을 이용하여 홍수기 전 후로 2회 채취하였다. 채취된 시료는 그 목적에 따라 여과법(부유사농도), BW관법(부유사입도분포), 체분석법(하상토입도분포)으로 분석하였고, 그 결과로 작성된 평균 부유사농도 및 Oden Curve와 입도분포곡선과 수리량(수위, 유속, 측정수심, 수면폭, 수면경사, 수온)등의 자료를 이용하여 총유사량(미측정구간의 유사량 포함)을 추정(실측+계산: Modified Einstein)하였다. 총유사량 추정시, 세류사량을 제외한 부유사량을 적용하였다. 유량-부유사농도와 부유사량 및 총유사량 관계에 대한 결과는 다음과 같다: 1) 하나의 강우사상의 수위 상승-첨두-하강에 대한 측정성과는 대체적으로 Loop 형태를 보였고 이로 인해 일부 지점에서 측정성과들 간의 산포도가 다소 크게 나타났으며 수위 하강 때보다 상승시 초기 탁도의 증가 현상으로 부유사농도가 더 높은 것을 볼 수 있었다. 2) 유량-부유사농도, 부유사량, 총유사량 관계에서 왜관과 공주 지점의 경우, 첨두 수위에서 값들의 최고치를 보였고 나머지 지점들은 첨두 수위의 앞선 측정 수위에서 최고치를 보였다. 이는 강우사상별, 강우강도, 댐 방류량, 수위 상승-하강부, 유량에 따른 부유사농도와 부유사량의 특성이 각각 다른 점과 총유사량 추정시, 추정방법에서 추천하는 범위에서 벗어나는 자료를 적용해서 나타나는 결과로 판단된다. 여기서 유량, 수심, 하상토의 입도크기 등 자료의 범위가 추정공식들이 추천하는 범위에서 벗어나면 그 분석 결과도 서로 다르게 나타난다는 것은 그만큼 총유사량 공식의 범용성이 적다는 것을 의미한다. 이러한 점에서 때로는 자료 전체에 대해 전반적으로 양호한 결과를 보이는 공식보다는 정확한 답을 원하는 자료의 범위 내에서 예측하는 공식을 선정하는 것이 필요하다. 즉, 공식을 적용하여 유사량을 추정하고자 하는 하천이나 수로의 특성에 맞는 유사량 공식을 선정하는 것이 중요하다는 것이다.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.11-21
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• 2003

3.6km 장대터널인 미시령터널의 시공기간 단축과 공사비 절감을 위해 터널 발파와 콘크리트 구조물 병행시공 평가 연구를 수행하였다. 이를 위해 기존에 제시된 양생중인 콘크리트 구조물에 대한 진동허용기준을 분석하여 본 현장에 적합한 기준을 제시하였고, 10여회의 발파계측을 통해 약 130점 이상의 계측자료를 획득하여 대상 현장에서의 진동추정식을 도출하였다. 그 결과 발파와 콘크리트 구조물 병행시공을 위한 안전한 작업 지침으로서, 발파시 지발당 최대 장약량에 따라 타설이 가능한 막장으로부터의 안전이격거리가 제시되었다. 이에 대한 실제 검증을 위해 터널내 4곳에 일정한 거리마다 콘크리트 블록을 타설한 후 지속적인 발파 진동을 밭게 한 후 28일 강도시험을 실시하였으며 제시된 지침의 타당성을 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.241-256
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• 2010

본 연구에서는 변장비 70에 가까운 도전적인 현수교 단면을 개발하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 먼저 강박스 현수교의 제원을 수집 분석하였다. 그 결과를 보면 강박스 현수교에서 경간장과 형상변수(교폭, 형고, 변장비, 고폭비)는 상관관계가 낮았고 고유진동수와 형상변수의 상관관계도 낮은 것으로 나타났으며, 상관관계가 높은 경간장과 고유진동수 관계는 신뢰구간별 추정식을 제시하였다. 그리고 교폭, 진동수비, 질량, 질량관성모멘트, 수직 및 비틈 고유진동수 변화에 따른 플러터 풍속의 민감도 분석을 실시하였는데, 타 변수보다 비틈 고유진동수가 플러터 풍속에 미치는 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 주경간장 1111 m인 현수교의 내풍 단면을 개발하기 위하여 최소 단면폭과 형고를 제약조건으로 하여 총 30개의 단면에 대한 풍동실험을 실시하고, 이로부터 한계풍속 기준을 충분히 만족하는 단면을 찾았다. 그리고 다중모드 플러터 해석으로 개발한 단면의 내풍안정성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 세장 단면은 향후 장대 현수교 설계시 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.301-306
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• 2016

교량의 내하성능 추정 관련 연구에서 단순지지 조건의 충격계수 응답스펙트럼을 개발하고 이를 적용한 새로운 단순교의 내하력 평가 모델이 제안되었다. 본 논문에서는 충격계수 응답스펙트럼을 연속교에 적용하기 위해 연속지지 경간 중 내측 경간의 경계조건을 이상적인 양단 고정 경계조건으로 가정하고, 보의 동적 지배방정식을 이용하여 보 중앙에서의 이론적인 최대 통적 및 정적 연위 산출식과 이로부터 충격계수 이론식을 유도하였다. 이론식을 바탕으로 교량 경간 길이 및 감쇠비에 따른 양단지지 조건의 충격계수 응답스펙트럼을 개발하였다. 제안된 충격계수 응답스펙트럼의 적용성을 검증하기 실제공용 중인 연속교를 대상으로 수치해석을 수행하고 실측 데이터와 비교하였다. 해석은 실측 데이터와 동일하게 6경간 연속교에 차량 하중을 이동 재하 하였으며, 연속지지 내부 경간에서 동적응답을 측정하였다. 교량의 진동수는 가속도 응답을 고속퓨리에 변환(FFT)하여 얻었으며, 제안된 응답스펙트럼으로부터 교량의 경간-진동수를 적용하여 충격계수를 도출하였다. 제안된 모델에 의한 충격계수는 실측 충격계수 유사한 결과를 나타냈으며, 양단고정지지 교량의 진동수 기반 충격계수 응답스펙트럼을 이용한 방법은 실재 연속교에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 전산구조공학
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• 제5권3호
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• pp.119-126
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• 1992

교량, 발전소, 해양구조물과 같은 토목구조물은 사용기간중에 지진, 바람, 파랑하중등에 의해 구조적 손상을 받기 쉽다. 장기간에 걸쳐 구조물에 손상이 누적되면 구조물 전체의 파괴를 초래할 수도 있다. 따라서 현존하는 구조물의 안전성을 분석하기 위한 구조물의 손상도를 추정하는 방법이 필요하다. 본 논문에서는 Inverse Modal Perturbation기법을 이용하여 구조물의 손상도를 추정하는 방법에 대하여 연구하였다. Perturbation식은 구조물의 강성 및 질량행렬의 변화량과 구조물의 고유진동수와 모우드형상의 변화량의 식으로 구성된다. 또한 구조물의 손상은 강성행렬의 변화량으로 표현하였다. 본 연구에서는 구조물의 손상도추정의 효율성을 증대시키기 위하여 2차-Perturbation식을 구성하고, 이것을 반복적인 절차를 거쳐 해를 구하는 방법에 대하여 연구하였다. 제안된 방법의 효율성은 일련의 예제해석을 통하여 검증하였으며, 추정된 결과로 부터 본 방법이 구조물의 손상을 적절히 산정함을 알 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.820-826
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• 2016

The acoustic performance estimation formulas for silencers are developed mainly by theoretical or empirical methods. However, the existing formulas are available only for a limited range of silencers. In this paper, the procedures for noise analysis of the silencers are established by comparing analytic results to experimental results. With the proven analysis procedures, impedances of the rectangular silencers for ships are adversely predicted from National Environmental Balancing Bureau (NEBB) data, and with the estimated impedances, insertion loss formulas for large silencers are developed using boundary element method (BEM). The developed formulas can be efficiently used for predicting acoustic performance of the silencers for ships.