• 화약ㆍ발파
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• 제22권1호
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• pp.57-65
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• 2004

화약발파를 이용한 터널굴착은 지반진동 및 소음과 같은 발파공해적 요소가 수반됨으로써 주위 환경조건에 따라 여러 가지 형태의 피해를 유발할 수 있으며 시공 중에 종종 발생하는 민원의 주요 원인이 되고 있다. 본 연구는 터널 건설과정에서 노선이 통과하는 직상부 지역에 위치한 민가들과 인근의 아파트를 대상으로 발파로 인한 지반진동의 영향여부를 검토함으로써 사전에 발파작업으로부터의 안전성을 확보할 수 있는 근거를 마련코자 실시되었다. 먼저, 대상지역에 위치한 건물들에 대한 발파진동 허용수준은 보수적인 관점에서 0.5cm/sec를 관리수준으로 설정하였고, 터널 굴착과정에서 발생하는 발파진동 발생특성을 실측하기 위하여 총 6회의 굴진 발파에 대하여 총 70개소 이상의 측점에서 현장계측을 실시하였다. 발파진동 영향평가에서는 현장계측으로부터 획득한 자료들을 처리하여 발파로 발생하는 최대진동수준을 예측하기 위한 전파식들을 지상과 지하의 계측장소별로 유도하였다. 지반진동의 영향여부를 결정하기 위한 진동 예측식은 엄격한 기준을 적용하여 전체자료의 95%를 포함하는 식을 채택하였고, 지표 및 지하터널에 대해 각기 별도의 식을 사용할 것을 제안하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권1호
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• pp.29-36
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• 2012

기폭위치가 지반진동에 미치는 영향에 대한 연구들을 살펴보면 발파진동의 복합적인 원인에 반하여 단편적인 연구로 진행되거나 적용범위가 연구가 이루어진 해당 현장만으로 국한적으로 나타나며 발파설계 인자로서 이용되는 데 한계를 보였다. 이에 본 연구는 기폭위치에 따라 발파진동의 전파 특성을 파악하기 위해서 공간격, 저항선, 천공장 그리고 장약량 등을 달리하여 총 72회의 단일공 시험발파를 실시하여 발파진동 예측식을 도출하였다. 도출된 발파진동 예측식으로부터 기폭위치에 따른 최대입자속도의 노모그램 분석을 통해 진동특성을 규명하였다. 또한, 국토해양부의 "도로공사 노천발파 설계 시공 지침"에 제시된 표준발파공법의 공법별 경계 기준 장약량인 0.5, 1.6, 5, 15kg을 적용하여 기폭위치별 진동 감쇄경향을 비교 분석하여 발파설계의 인자로 사용할 수 있도록 제안하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.41-50
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• 2004

본 논문에서는 기존댐 인접지에 터널구조물을 건설하기 위한 발파시, 폭괴하중으로 인한 지반진통이 댐 제체와 간극수암에 마치는 영향을 고찰하였다. 댐의 안정성 검토는 발파시 발생하는 코어부의 최대입자속도 (Peak Particle Velocity)를 계산하여 수행하였다. 간극수와 지반진동간의 상호 연계해석을 위하여 댐 제체에 대한 정상상태 흐름해석을 수행하여 간극수압 분포를 파악하고, 유발된 과잉간극수암 및 유효응력분포로 발파하중이 인접지반에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 발파와 같은 급속하중 재하 후 과잉간극수압의 증가 및 소산현상 해석을 위하여 Finn & Byrne Model을 적용하여 하중재하 전후의 유효응력 변화양상을 검토하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.292-298
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• 2010

본 연구는 발파진동에 의한 지반진동이 구조물에 미치는 영향을 평가하기 위함이다. 이를 위하여 지반에서 측정한 자료를 토대로 Newmark $\beta$ 방법을 이용하여 단자유도계(SDOF)를 가정한 구조물 동적응답 시간이력과 구조물에서 직접 측정한 진동 시간이력을 비교 하였다. 지반과 구조물의 측정 자료로부터 시간이력을 해석한 결과, 단일공 발파와 20 ms 단차 발파에서 지반진동과 구조물 사이의 진동 크기는 약 3배의 차이로 구조물에서 더 큰 진동을 보이는 것으로 나타났다. 구조물 동적응답 시간이력을 해석한 결과, 그 값은 구조물에서 직접 측정한 자료와 유사한 최대 진동속도를 보였으며, 이것은 구조물 하부 지반에서 측정된 지반진동 측정자료에 근거하여 구조물의 진동특성을 예측할 수 있음을 지시한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.33-39
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• 2001

지진 등에 의해 유발된 동 하중에 의한 지반-구조물 계의 응답은 지반-구조물사이의 경계에서의 마찰특성과 미끄러짐에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 진동대(Shaking table)를 이용하여 조립토와 건설재료(steel)와의 경계에서 지반으로부터 지중구조물에 전달되는 전단응력의 전달정도를 파악하기 위한 실험을 실시하였다. 본 실험에서 설정한 미끄러짐속도 범위 내에서는 미끄러짐속도 변화에 따른 조립토와 건설재료(steel) 사이의 동마찰계수의 변화가 작다는 사실이 관찰되었다. 그리고 조립토의 평균유효입경의 변화가 동마찰계수에 미치는 영향도 함께 조사되었으며, 이 동마찰계수를 같은 조립토에 대한 평면변형률시험을 통해 얻어진 최대내부마찰각으로부터 구한 마찰계수와 비교하여 정량화하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.71-86
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• 2023

본 연구에서는 암반 발파 시 발생하는 사면 재해를 방지하기위해 지중 관입형 변위센서를 이용한 암반 발파 시험을 수행하고 3차원 유한요소 수치해석을 통해 지중 관입형 변위센서의 적용성 검증 및 암반 발파 시 진동속도에 영향을 미치는 매개변수에 대해 고찰하였다. 암반 발파 시험 결과 지중 관입형 변위센서는 암반사면 거동 계측에 적용 가능한 시스템임을 확인하였으며, 수치해석 결과 암반 발파 시 진동속도에 가장 큰 영향을 미치는 매개변수는 단위중량인 것으로 분석되었다. 또한, 발파원과 멀어질수록 진동속도는 급격하게 줄어들고 발파원과 가까울수록 동탄성계수와 단위중량의 차이에 따라 최대 진동속도 차이는 크게 발생하며 내부마찰각과 점착력 변화에 따른 영향은 거의 없는 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.959-972
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• 2017

발파진동 안정성 평가는 일반적으로 발파 진동추정식을 통해 최대진동속도(PPV)를 산정하고 추정된 속도 값과 법규 혹은 기준에 제시된 허용 기준 값을 비교하여 안정성 여부를 판단한다. 현장 고유의 발파 진동추정식은 시험 발파의 횟수, 대상지반의 지질학적 구조와 발파 조건에 따라 달라지기 때문에 이 식을 통해 정확한 응답 값을 예측하는 것은 한계가 있다. 또한 최대진동속도는 지반에 예상되는 응답 값으로 구조물에 대한 직접적인 평가는 불가능하다. 이와 같은 한계점으로 인해 발파 진동에 대한 구조물의 정밀한 안정성을 평가할 경우 엔지니어들은 상용화된 수치해석 프로그램을 이용한다. 하지만 폭발로 인해 발생하는 발파공 주변 암반의 복합적인 상태변화(파쇄, 분쇄, 균열, 소성변형)를 기존 수치해석 프로그램으로 정확히 모델링 하기가 쉽지 않다. 만약 이러한 일련의 과정을 모사할 경우 절점 수의 제한으로 인해 모델링이 가능한 범위가 한정적이고 긴 연산시간이 소요된다. 따라서, 본 연구에서는 폭발로 발생하는 암반의 복합적 상태변화 과정을 모사하지 않고 파쇄영역 이후 탄성에너지 전파만을 모사하는 해석 방법에 대한 연구를 수행하였으며, 이때 파쇄영역의 형상 및 크기에 따른 속도의 응답특성을 분석하였다. 그 결과 폭원 주변에서는 설정되는 파쇄영역에 따라 계산된 속도의 크기 및 감쇠에 차이를 보였다. 전파되는 진동은 폭원으로부터 멀어질수록 구형으로 확산되는 것으로 나타났다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2006

본 연구는 각종 매설관의 경계조건에 따른 동적 거동에 대한 연구이다. 축방향 및 축직각방향에 대한 거동을 조사하였다. 매설관은 탄성기초 위에 놓인 보요소로 모형화하였고, 지진파는 정현파 형태의 지반 변위로 적용하였다. 매설관의 고유진동수와 모드 형태 그리고 매개변수의 영향을 조사하기 위해 자유 진동에 대한 해석을 수행했다. 그리고 지반진동에 대한 거동을 조사하기 위해 자유진동 해석을 통해 얻어진 고유진동수와 모드 형태를 이용하여 강제 진동에 대한수식을 유도하였다. 자유 진동시 매설관의 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는 것은 지반 강성과 매설관의 길이였다. 지반진동의 전파방향과 전파속도 그리고 진동수에 대한 콘크리트관, 강관, FRP관의 동적거동을 연구하였고 그 결과를 비교하였으며 다양한 단부경계조건에 대한 동적거동해석을 통해 매설관의 종류와 단부경계조건에 따른 최대 변형률 발생지점을 산정하였다.

• 지질공학
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• 제6권2호
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• pp.95-102
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• 1996

지반진동이 지표적인 토양에서 거리에 따라 어떻게 감소되는지 밝히기 위하여 탄성파의 진폭변화를 측정하였다.야외에서 12-ch 탄성파 탐지기를 이용하여 디지털 자료로 자료로 기록한 증폭되지 않은 진폭자료를 분석하였다. 탄성파의 주파수분석결과 최대 스펙트럼 진폭은 40Hz부근에서 나타나고 있다. 조사지역의 감쇠경향은 지수함수적임을 보여주고 있으며 탐사지역의 지반감쇠 요소들을 계산한 결과 기하감쇠지수 (n)는 0.25,내부감쇠지수(a)는 0.13-0.20임을 보여주고 있다. 습윤토양지역에서는 내부감쇠지수 (a)가 0.13, 식생토양지역에서는 0.20를 보여 습윤토양에서보다 식생발달 토양지역에서 지반진동이 훨씬 빨리 감쇠하는 현상을 보인다. 또한 탄성파 자료분석을 통한 탄성파전파속도와 주파수분석을 이용하여 흙의 평균 내부감쇠정수(h)가 0.094임을 밝혔다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권2호
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• pp.7-17
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• 2024

지하터널 굴착 시 발파로 인한 진동의 영향이 지표면에 미치는 영향을 분석하기 위해 GTX-A 굴착현장 상부에서 진동을 측정하였다. 또한 해당 현장과 동일한 지반조건 및 발파조건으로 역해석을 실시하였으며, 이를 바탕으로 다른 GTX-A 노선 현장들에 대해서 수치해석을 실시하여 비교·분석하였다. 수치해석을 통해 각 현장의 발파지점 직상부로 부터 일정 간격으로 최대 진동속도를 도출하였으며, 결과 값을 국내·외 진동 허용기준과 비교하여 진동 계측의 영향 범위를 산정하였다. 이를 통해 국내 규정에서 "발파원으로부터 가장 근접한 구조물 기초 부위에서 측정하고 여건상 불가능한 경우 이에 근접한 지표에서 측정"으로 명시되어 있는 지반진동 측정 위치에 대해 보다 명확한 진동 계측 위치를 산정하였다.