• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.81-95
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• 2013

터널 인근에서 폭발이 일어나 붕괴가 발생될 경우 터널의 기능을 회복시키기 위해서는 파쇄영역에 대하여 빠르게 파악하여야 한다. 본 연구에서는 폭발에 따른 거동을 파악하고 파쇄영역을 빠르게 예측할 수 있는 방법을 서술하였다. 이를 위해 SolidWorks를 이용하여 다양한 3차원 요소망을 작성하고, AUTODYN을 이용하여 폭발해석을 수행하였다. 민감도 분석을 실시하여 해석결과를 이용해 폭발위치 등과 같은 폭발변수가 파쇄부피에 미치는 영향을 살펴보았다. 또한 인공신경망 학습자료로 구축하고, 최적의 학습모델을 선정하고, 파쇄부피와 반지름의 예측결과를 검증하였다. 연구결과, 본 연구에서 서술된 방법이 파쇄영역을 빠르고 효과적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.33-47
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• 2013

터널과 매우 인접해 폭발이 일어날 경우 터널의 기능을 회복하기 위해서는 발생된 버력을 신속히 외부로 처리하여야 한다. 본 연구에서는 폭발에 의해 발생된 버력량을 파악하여, 터널 외부로 처리하는 데 걸리는 시간을 예측하는 방법론을 제시하고자 하였다. 이를 위해 SolidWorks를 이용하여 3차원 요소망을 작성하고, AUTODYN을 이용하여 폭발해석을 수행하였다. 터널과 해석결과로부터 얻어지는 파쇄영역과의 관계에 근거하여 유입되는 버력량을 이론적으로 산정하는 방법을 제시하였다. 또한 건설장비의 선정에 따라 버력을 처리하는 데 걸리는 시간을 예측하고 결과들을 비교 분석하였다. 연구 결과, 터널 내부로 유입되는 버력량은 터널과 파쇄영역의 관계를 4가지로 분류하고, 구분구적법을 이용하여 효과적으로 산정될 수 있음을 확인하였다. 또한 폭발위치가 터널 갱구와 굴착면에 가까울수록, 또한 중심선으로부터 벗어날수록 버력량이 감소해 처리시간이 줄어드는 것을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제12권1호
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• pp.114-120
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• 2009

단층 파쇄의 방향성은 지진 피해를 평가하는데 있어 매우 중요한 지진원 특성이다 하지만 기존의 모멘트 텐서 역산 방법으로는 단층의 파쇄 방향은 물론 실제 단층면의 방향도 정확하게 결정하기 어렵다. 본 연구에서는 중간 규모의 지진에 대하여 주파수 영역 파형 역산 방법을 이용하여 모멘트 텐서와 단층 파쇄의 방향성을 동시에 역산하는 방법을 제안하였다 여러 가지 다양한 파쇄 전파 모델을 가정한 수치 실험을 통해 역산 방법을 검증하였고, 실제 지진에 적응 가능성을 평가하기 위해 역산 해의 안정성에 가장 큰 영향을 주는 요소인 속도 구조 모델에 대한 민감도를 분석하였다. 민감도 분석 결과를 통해 속도 구조 모델이 실제 속도 구조와 크게 어긋나지 않을 경우 실제 지진에 대해서도 충분히 적응 가능하다는 것을 확인하였다. 향후 속도 구조가 비교적 잘 밝혀진 지역에 본 역산 방법을 적응 할 경우 중간 규모 지진의 단층 파쇄 효과를 효과적으로 추정할 수 있을 것으로 예상되며, 이를 통해 적용된 지역의 지진 발생 특성을 이해하는데 큰 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.205-215
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• 1999

파쇄성 사질토 지반은 세계각지의 해안을 중심으로 넓게 분포되어 있고, 칼슘성분을 다량 함유한 석회질 모래지반은 입자파쇄의 영향으로 높은 압축성을 나타내는 특징이 있다. 본 연구에서는 모래의 강도-변형특성에 관여하는 입자파쇄의 특성을 명백히 하기 위하여, 세가지 종류의 카보네이트계 모래와 실리카계의 모래를 이용하여 광범위한 응력영역에 대한 등방압축시험을 실시하였다. 다양한 상대밀도에 대한 등방압축 조건에서 압축 항복응력과 입자 파쇄응력과의 관계로부터 파쇄성지표 K를 제안하였다. 제안된 파쇄성지표 K는 흙입자 강도와도 밀접한 관계를 가지며, 흙의 파쇄성을 평가하기 위한 중요한 인자로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.87-100
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• 2006

본 연구에서는 화강암의 3차원 거동을 예측 분석할 수 있는 구성방정식을 마이크로플레인 모델을 이용하여 Westerly 화강암과 Bonnet 화강암의 시험데이터와 최적을 이루도록 개발하였다. 개발된 마이크로플레인 모델은 화강암의 일축압축 및 삼축압축 거동을 잘 예측하였다. 그리고 개발된 화강암의 마이크로플레인 모델을 유한요소법에 적용하여 암반 굴착시의 발파 모사를 통해 화강암의 비선형 거동을 효과적으로 해석하였다. 발파 응력파의 감쇠계수, 파쇄 영역 그리고 여굴을 방지할 수 있는 화약 장전조건 등이 연구되었다. 마이크로플레인 모델에서는 암석의 비선형 거동 및 균열발생으로 인한 에너지 감소가 잘 반영되었으며 발파 응력파의 감쇠계수는 선형탄성모델보다 크게 계산되었다. 또한 마이크로플레인 모델에서는 발파 응력파 진행에 따른 최대 주변형율을 이용하여 파쇄 영역을 직접적으로 계산할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.19-32
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• 2014

중동지역 Sabkha층 탄산질 모래는 패각류가 퇴적되어 생성되었으며, 내부간극을 포함한 다공질의 입자로 구성되어 있다. 일반적으로 흙은 항복하중에서 구조가 파괴되어 간극수압 및 침하량이 급격히 증가하게 된다. 그러나 석영질 모래와는 달리 탄산질 모래의 경우 항복하중에 따른 입자파쇄시 내부간극이 외부로 노출되어 간극수압이 감소 될 수 있다. 탄산질 모래에서 발생된 과잉간극 수압은 하중 재하시 상대밀도 증가로 인한 과잉간극수압과 입자파쇄에 따른 내부간극 노출로 인한 과잉간극수압, 파쇄입자의 재배열로 인한 과잉간극 수압의 합에 의해 결정되며, 내부간극의 노출량에 따라 음(-)의 값이 나타날 수 있다. 입자파쇄량이 크면 간극수압이 작게, 입자파쇄량이 작으면 간극수압이 크게 나타난다. 삼축압축시험 결과 음(-)의 간극수압이 나타난 구간은 외부간극 감소에 비해 입자파쇄가 우세한 영역이며, 현장 Sabkha층에서 확인된 입자파쇄 우세 영역의 크기는 1.50~3.46%의 값을 나타내었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권3호
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• pp.261-275
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• 2020

쉴드 TBM 공법을 사용해 단층파쇄대에 소단면 공동구 터널을 굴착 시 과다한 내공변위 및 붕락 발생 가능성이 높다. 단층파쇄대로 인한 트러블 및 공기증가로 인한 공사비 손실을 최소화하기 위해 적절한 지반보강이 요구된다. 본 연구에서는 단층파쇄대의 폭, 단층점토의 존재여부, 토피고 지하수위를 매개변수로 하여 MIDAS GTS NX (Ver. 280)을 이용한 수치해석을 통해 최적보강영역을 제시하고 주변지반 거동을 알아보았다. 그 결과 단층점토가 없는 경우 최대 0.5D 만큼 지반보강 적용 시 내공변위 및 지표침하 기준을 만족하였으며, 높은 투수계수로 인해 0.5D의 차수보강 적용이 필요하다고 판단된다. 단층점토가 존재할 때 내공변위 및 지표침하는 최소 0.5D에서 최대 터널 상부 단층파쇄대 전체에 지반보강 적용 시 안정성확보가 가능하였으며, 단층점토로 인해 지하수 유출량이 기준치 이내로 발생하여 차수보강이 불필요하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.229-238
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• 2006

암반터널굴착을 위한 발파시 이로 인한 암반의 최종 손상영역을 예측하는 것은 터널의 안전성을 위해 매우 중요하다. 그러나 복잡한 발파거동은 손상영역을 적절히 예측하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 어려움을 효과적으로 해결하기 위해 발파하중을 응력파와 가스압으로 분리한 많은 연구가 진행되었다. 응력파는 발파공 주위에 분쇄한(crushing annulus)과 파쇄균열대(fracture zone)를 형성시키며, 상당시간 지속되는 준정적인 가스는 파쇄균열대의 닫힌 균열내부에 침투하여 균열을 다시 진행시키는 역할을 하게 된다. 즉, 가스압은 최종적으로 암반에 손상을 가하는데 기여를 한다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 무한 탄성평면에서 발파공 주위에 대칭으로 형성되는 균열을 모델로 사용하였다. 이 모델에서 균열이 진행할 수 있는 조건과 가스의 질량이 일정하다는 두가지 조건을 사용하였다. 그 결과 응력집중계수는 균열이 진행할수록 감소하여 최종균열의 길이를 예측할 수 있었고, 그와 동시에 발파공에 작용하는 압력도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 2010

이 논문은 필리핀 석회석 광산에 적용한 연구 결과로서 이 광산에서는 파쇄석 입도분포가 좋지 않고 벽면의 유지나 파쇄석 더미의 분산이 불량하였다. 기폭패턴을 대각선 방식에서 V 타입으로 바꾸고 전색장을 조정하여 저항과 가스압의 유지기간을 향상시켰다. 이를 통하여 발파결과가 향상되었다. 특히 공당발파영역이 넓어진 것으로써 그 성과를 확인할 수 있다. 공당발파영역은 기존의 $8.96m^2$에서 $12m^2$로 넓어졌다. 화약계수는 증가하였고 대괴의 수는 감소하였으며, 전방적재기의 행정시간이 감소하였다. 또 공전 시간이 줄었으며 적재높이가 향상되었다.