• 화약ㆍ발파
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• 제23권4호
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• pp.19-29
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• 2005

국내에서 발파설계에 적용하고 있는 수식은 외국의 암반조건과 발파환경에 맞게 만들어진 것으로써 암질과 현장조건이 상이한 국내에서는 잘 맞지 않거나 발파패턴의 자동설계에도 적절하지 않은 문제가 있었다. 1998년부터 터널발파설계 자동화를 구현하기 위한 여러 연구가 시행되었고, 이를 통해 개발된 발파 설계식은 이러한 문제들을 해결할 수 있었다. 개발된 발파 설계식은 기존의 수식에 비해 복잡하기는 하지만, 암반상태에 따른 굴진장의 변화를 고려하여 장약량을 변화시킬 수 있고 최외곽공과 전열공의 설계도 다양하게 적용할 수 있는 등 여러 가지 장점이 있다. 이 연구에서는 터널발파설계 자동화를 위해 개발된 설계식에 대해 검토하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권2호
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• pp.15-19
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• 2003

터널 및 지하공동 설계에 이용된 16개 지역 23개 구간의 578개의 시추공 진동 data와 일반터널 4개 지역으로부터 221개 data를 이용하여 시추공발파의 진동전달 특성을 분석하였다. 시추공발파와 일반발파의 진동속도 감쇠 경향을 비교분석한 결과 시추공발파의 입지상수들이 크게 나타났다. 환산거리 증가에 따른 두 진동식의 최대 허용장약량은 시추공발파가 적었다. 이러한 결과로부터 시추공발파 자료를 터널발파 설계에 사용할 수는 있으나 조심스러운 통계적 처리가 불가피할 것으로 판단된다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 1999년도 정기총회 및 학술발표회
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• pp.51-54
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• 1999

현재 국내에서 시공되고 있는 터널 발파 패턴의 경우 현장암반조건과 발파조건 등 발파에 영향을 미치는 제반 여건을 정량적으로 고려한 컴퓨터에 의한 자동설계가 이루어지지 않고 있다. 그러므로 경험적이고 정성적인 방법에 의하여 터널 발파 설계가 이루어짐으로써 발파설계와 시공이 불일치하고 여굴 및 주변 손상권의 확대로 인한 터널 보강에도 영향을 미치는 등 문제점이 있다. 또한 최근에 들어와서 터널 발파 공사가 인가 근처에서 이루어 질 경우 발파진동에 의한 민원을 야기하고 있어 이를 고려한 안전 발파 설계가 절실히 요구되고 있다. (중략)

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.431-449
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• 2022

지금까지 국내에서는 수 많은 터널들이 완공되어 오면서 시공에서뿐 아니라 설계에서도 다양한 경험과 기술이 지속적으로 축적되어 왔다. 따라서 이제는 매우 복잡한 지질조건 또는 특수한 터널구조가 아니라면 일반적인 터널설계작업은 설계 항목에 따라 기존 유사 설계사례를 수정 또는 보완하는 것만으로도 충분한 경우도 적지 않다. 특히 터널발파설계의 경우, 실제 터널시공시 현장에서 시험발파를 통해 시공을 위한 발파설계를 추가로 수행하는 것이 일반적이라는 것을 감안할때, 설계단계에서 수행하는 발파설계는 예비설계 성격을 지니고 있어 기존의 유사 설계사례를 참고하는 것도 타당하다고 사료된다. 한편 최근 4차산업혁명시대에 들어서면서 전 산업분야에 걸쳐 그 활용도가 급증하고 있는 인공지능은 터널 및 발파분야에서도 다양하게 활용되고 있지만, 발파터널의 경우 발파진동 및 암반분류 등의 예측 분야에서 주로 활용되고 있을 뿐 터널발파패턴 설계에 활용된 사례는 많지 않다. 따라서 본 연구에서는 터널발파설계를 인공지능의 한 분야인 머신러닝 모델을 이용하여 자동화하기 위한 시도를 하였다. 이를 위하여 25개 학습용 터널설계 자료 및 2개의 시험용 설계자료에서 4가지의 입력데이터(지보패턴, 도로유형, 상반 및 하반 단면적) 및 16개의 출력데이터(심발공 종류, 비장약량, 천공수, 각 발파공 그룹별 공간격과 저항선 등)를 발췌하였다. 이를 기반으로 3가지 머신러닝 모델, 즉, XGBoost, ANN, SVM 모델을 시험한 결과 XGBoost모델이 상대적으로 최상의 결과를 나타내었다. 또한 이를 이용하여 실제 발파설계 상황을 가정하여 발파패턴을 제안하도록 한 결과 일부 항목에서 보완이 필요하긴 하지만 일반적 설계와 유사한 결과를 나타내었다. 본 연구가 기초연구 성격이어서 전체 발파설계를 완벽하게 수행하기는 아직 부족하지만, 향후 충분한 발파설계데이터를 확보하고 세부적인 처리과정을 보완하여 실용적인 활용이 가능하도록 추가 연구를 수행할 계획이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.327-333
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• 2003

터널 및 지하공동 설계에 이용된 23개 지역의 578개의 시추공발파 진동 data와 시공 중인 일반터널의 4개 지역으로부터 221개 진동 data를 이용, 시추공발파의 진동전달 특성을 분석하였다. 시추공발파와 일반터널발파의 진동속도 감쇠 경향을 비교 분석한 결과 시추공발파의 입지상수들이 크게 나타났다. 환산거리가 클 때 최대 허용장약량은 시추공발파의 식으로 계산한 것이 더 적었다. 주진동수에 대한 주파수 분석결과 시추공발파는 30∼60Hz, 일반터널발파는 60∼90Hz로 나타났다. 이러한 결과로부터 시추공발파 자료를 터널발파 설계에 직접 사용하는데 다소의 문제가 있는 것으로 판단되며 보다 정확한 설계를 위하여 통계적 처리가 불가피할 것으로 보인다.

• 화약ㆍ발파
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• 제22권1호
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• pp.23-32
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• 2004

터널 발파를 원활히 수행하기 위해서는 암반조건에 적합한 합리적인 설계와 정밀한 천공, 정확한 기폭초시가 기본요소로서 이는 현재 국내 터널 설계.시공 기술 및 기자재의 발달로 만족할 만한 성과를 얻을 수 있다. 특히. 터널발파에서 정확한 기폭초시 부여는 굴진율 및 버럭 파쇄율, 굴착예정선 미려도, 잔여 암반 손상도 등의 시공성에서 뿐만 아니라 소음 및 진동 발생율을 좌우하는 환경적인 측면에서 매우 중요한 요소이다. 기폭요소는 최초 도화선을 활용한 공업뇌관에서 전기뇌관, 비전기식뇌관의 순으로 기폭안전성과 정밀성 면에서 눈부신 성장을 이룩하여 왔으며 특히, 90년대 초에 개발되어 전 세계적으로 최근까지 지속적으로 사용량이 급증하고 있는 전자뇌관은 기폭방식에 일대혁신을 이루었다. 전자기폭 시스템은 기존뇌관의 초시를 결정하는 화약성분의 지연요소 대신에 IC board(전자회로)에 의한 Digital timer로 신호를 발생하여 초시를 결정하는 방식이다. 본 논문에서는 국내 최초로 전자기폭시스템을 활용하여 2003년 9원 23일에서 동년 11월 2일까지 강원도 양구 지역의 $\bigcirc\bigcirc$터널에 전자뇌관을 이용한 시험발파를 실시하였고, 발파에 의한 진동 등을 조사하여 그 효율성을 검토하였다. 이를 위해 전자뇌관의 특성과 장점을 최대한 샅리기 위하여 각공을 발파하는 방식, 즉 1지발에 1공을 발파하는 방식을 채택하고 일반 뇌관과 전자뇌관으로 설계를 하여 각각의 발파효율을 비교하여 보았다. 그 결과 발파진동의 경우 기존뇌관을 이용하여 1공씩을 1지발로 발파를 한 경우에는 18~56%의 진동저감 효과가 있었고. 본선 설계에 의해 진행된 발파에 비하여는 최대 70% 이상의 진동저감 효과가 있는 것으로 나타났다.

• 터널과지하공간
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• 제11권2호
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• pp.182-189
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• 2001

터널 발파시 발파효율은 암반의 특성에 큰 영향을 받기 때문에 암반 특성을 분석하고 이를 기초로 발파설계를 수행하는 것이 중요하다. 그럼에도 불구하고 현재까지 국내에서의 발파설계는 무결암의 단축압축강도만으로 발파암을 분류한 후 각 발파암의 발파계수를 구하는 방법을 이용하거나 공학적 암반분류법의 하나인 RMR분류를 이용하여 발파암을 분류하되 객관적 근거가 미약한 경험적인 발파계수를 산정하는 방식을 통하여 이루어졌다. 본 연구에서는 절리특성을 고려한 발파설계를 위하여 Ashby의 접근법을 활용하였다. 또한 절리조사 결과를 통한 발파암 분류방법과 발파패턴설계를 추가하여 발파설계 전과정을 수행할 수 있도록 Ashby의 접근법을 응용하였다. 따라서 절리 분포 특성을 고려한 발파암 분류가 가능하고, 절리암반 특성을 고려한 발파설계 를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2001년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.85-94
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• 2001

터널 발파시 발파효율은 암반의 특성에 큰 영향을 받기 때문에 암반 특성을 분석하고 이를 기초로 발파설계를 수행하는 것이 중요하다. 그럼에도 불구하고 현재까지 국내에서의 발파설계는 무결암의 단축압축강도만으로 발파암을 분류한 후 각 발파암의 발파계수를 구하는 방법을 이용하거나 공학적 암반분류법의 하나인 RMR 분류를 이용하여 발파암을 분류하되 객관적 근거가 미약한 경험적인 발파계수를 산정 하는 방식을 통하여 이루어졌다. 본 연구에서는 절리특성을 고려한 발파설계를 위하여 Ashby의 접근법을 활용하였다. 또한 절리조사 결과를 통한 발파암 분류방법과 발파패턴설계를 추가하여 발파설계 전 과정을 수행할 수 있도록 Ashby의 접근법을 응용하였다. 따라서 절리 분포 특성을 고려한 발파암 분류가 가능하고, 절리암반 특성을 고려한 발파설계를 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제19권1호
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• pp.41-52
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• 2001

본 연구에서는 터널발파 진동의 전달 특성을 규명하기 위하여 네 곳의 도로터널의 '터널내부','터널외부','터널직상부 진행방향', '터널직상부' 진행직각방향'의 네 방향으로 발파진동을 계측하였다. 지발당장약량을 해당 지발당장약량과 최대 지발당장약량으로 구분하였으며, 지반의 진동 전달 특성을 확인하기 위하여 자승근 환산거리와 입방근 환산거리로 회귀분석 하였다. 또한 PPV, 거리별 우세진동수를 구하였다. 터널상부 진행방향의 진동 수준이 가장 크게 나타났으며, 진동의 감쇠도 크게 이루어졌다. 터널내부는 비교적 고주파성분이 우세하였으나 나머지는 일반적인 경향을 보였다 최대 지발당장약량을 적용한 입방근 환산거리의 경우가 거리별 감쇠특성 및 상관성이 다른 비교대상에 비하여 가장 우세하게 나타났다. 따라서 최대 지발당장약량을 적용한 입방근 환산거리 방식으로 설계하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.21-26
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• 2001

터널발파의 효율성을 높이기 위하여 지금까지 많은 연구가 이루어져 왔다. 그러나 막상 터널발파 설계에 적용할 가장 기본이 되는 단위체적당 폭약량을 정량적으로 산정하기에는 아직 입력변수 선정이 모호하여 어려운 실정이다. 이와 같은 근본적인 문제점을 해결하기 위해 17개소의 도로터널 현장에서 암종 및 굴착패턴별 사용된 폭약량을 조사 분석하여 암종과 암반등급을 감안한 관계식을 도출하였다. 이 관계식으로 가정보다는 현장 실용성을 내포한 정량적인 터널발파 설계가 이루어 질 수 있을 것이다.