• 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.

• 화약ㆍ발파
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• 제33권2호
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• pp.15-24
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• 2015

일반적으로 발파진동은 지하공동 주벽의 절리나 단층 등의 불연속면에 작용하여 이들 불연속면들에 의해 구분되는 암반블록들에 상대적인 운동을 유발함으로써 지하공동을 불안정하게 만들 가능성이 있다. 본 연구에서는 국내의 한 노천 석회석 광산에서 대규모 지하 조쇄실(crusher room; CR룸) 공동의 발파 안정성을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하였다. 이 지침은 안전한 발파가 되기 위해서 사용할 수 있는 최대 지발당 장약량을 계산할 수 있는 기준의 형태로 제시하였다. 대상 지하공동에 대한 허용 가능한 최대입자속도는 FLAC2D를 이용한 수치해석 결과를 토대로 결정하였다. 아울러 필요한 지반진동 자료들은 현장 계측을 통하여 획득하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제16권4호
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• pp.29-39
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• 1998

본 보고서는 대구광역시 대덕문화전당 신축공사장의 터파기 발현 현장에서 2개월간 시행한 발파 및 진동측정 사례를 분석하였다. 대상 지질은 상부에서는 호온펠스호한 세일.이암이 분포하며, 관입된 규장암질이 하부기반암을 이루고 있다. 2개월간의 발파작업 기간동안 수조 위에서 측정된 진동측정 데이터를 기간별로 2개의 그룹으로 나누어 K 및 n을 구하였다. 이에 시험발파의 발파진동치를 분석하였을 때 K 및 n은 삼승근의 경우 2464와 1.621, 자승근의 경우 7154과 1.791이었고, 주적발파진동치를 분석하였을 때 K 및 n은 삼승근의 경우 1668와 1.492, 자승근의 경우 1219과 1.366이었다. 이러한 시험발파 및 본 발파진행에 따른 K 및 n의 자이는 진동파가 매질을 통해 전파되면서 풍화 및 절리가 비교적 많고 강도가 비교적 약한 상부 풍화암 내지 연암충에서 풍화 및 절리가 비교적 적으며 강도가 강한 하부암반으로 발파가 진행되면서 진동전파에 따른 감쇠현상의 차이 때문이라고 생각된다. 그러므로 공사진행 도중 더욱 정밀한 안전설계 및 안전발파를 위해서는 발파작업진척도에 따라 K값의 단계별 감소적용이 필요한 것으로 판단되며, 자승근 환산거리와 삼승근 환선거리에서의 K 및 n의 감소율과 SD 교차점을 분석해 보았을 때 본 현장의 경우는 삼승근 적용이 자승근 적용보다 더욱 합리적이라고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권4호
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• pp.5-15
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• 2011

본 논문에서는 진동이 경량기포토의 양생과 압축강도에 미치는 영향을 파악하기 위해 이루어졌다. 경량기포토가 기존 구조물에 인접해서 시공 시 진동의 영향을 받는 경우가 종종 발생되고 있다. 예를 들어, 파일 항타, 발파 및 장비의 공용 등이 있으며, 교통난 해소를 위한 도로 확폭 공사를 하고 있는 경우 기존 도로상의 차량진행으로 인한 진동도 경량기포토의 품질저하에 영향을 미칠 것으로 예상된다. 특히 경량기포토는 수많은 기포가 포함되어있고 양생에 따른 시간이 필요하기 때문에, 그 영향은 예상되는 것보다 훨씬 더 클 것이라고 판단된다. 하지만 현재 국내에서 진동이 미치는 영향에 관한 연구는 주로 일반콘크리트에 대해 많이 이루어지고 있고, 경량기포토에 대한 진동영향연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 논문에서는 진동이 양생중인 경량기포토에 미치는 영향을 평가하기 위하여 실험변수를 진동속도(vibration velocity), 진동가력시점(time when vibrated), 배합비(mixing ratio) 등으로 나누어 경량기포토의 일축압축강도 등을 시험하였다. 시험의 결과는 경량기포토의 특성에 대한 진동의 영향을 명확히 밝힐 수 있었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제30권1호
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• pp.9-16
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• 2012

구조물의 노후화와 기능성 상실에 따른 해체 수요가 증가하고 있으며, 다양한 해체 기술이 개발되어왔다. 대규모 기초콘크리트의 경우에는 구조적 특성에 의한 일부 기계식 해체공법의 적용에 제한이 있으며, 지반진동에 의한 주변 환경의 영향으로 최근에는 발파해체공법을 적용하거나 발파해체와 기계식 해체를 혼합한 공법을 적용하고 있다. 본 연구에서는 기초콘크리트 발파해체 설계 시 비장약량과 입지상수, 감쇄지수와의 관계식, 콘크리트의 평균 파쇄도와 비장약량과의 관계식을 통해 평균 파쇄도와 지반진동속도를 비교하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.69-78
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• 2009

발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.57-65
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• 2022

본 연구에서는 폭약과 발파공 사이의 충전매질을 통한 충격파 전파 효과를 수치적으로 시뮬레이션하고 검증하였다. 고체(Lagrangian)와 유체(Eulerian)를 혼합 모델링하기 위해 Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE) 방법을 선택하였다. 시간의존적 해석은 발파공정 시간 동안 수행되었다. 폭약과 매질(공기 또는 물)을 유한 요소망으로 모델링하였고, 발파공은 시작점(폭약)에서 발파공벽에 도달하는 전파 속도와 충격력을 결정할 수 있는 강체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 물의 전파속도와 충격력은 공기의 경우보다 컸다. 추가로 발파 작업의 실제 현장을 모델링하고 시뮬레이션하였다. 암석은 탄소성체로 가정하였다. 해석결과에 따르면 충전매질이 물인 경우 순간 충격력이 더 크고, 파쇄블록 크기는 더 작은 것으로 나타났다. 반면 발파공배면에서의 충격량은 물인 경우에 더 작았는데, 이는 파쇄에 충격에너지가 상당부분 사용되고, 파쇄로 인한 감쇠 효과에 의해 주변의 고체를 통한 압력 전파는 공기보다 작아지기 때문이다. 이로써 충전매질로서 물이 공기보다 경제성이 더 높다는 것이 입증되었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제19권4호
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• pp.331-339
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• 2019

도심과 사회기반시설의 확장에 대한 수요로 인해 군사시설의 이전이나 시설의 지하화가 지속적으로 요구되고 있다. 그러나 탄약시설과 같은 시설을 횡단할 때에는 탄약이 우발적으로 폭발하지 않도록 고도의 안전성 평가가 선행되어야 한다. 이에 지중 구조물의 건설을 위한 발파작업이 지상의 탄약시설에 미치는 영향을 분석하기 위해 국방부와 한국철도시설공단간 협의에 의해 진행되는 신안선 복선 전철 설계구간 중 군사 보안구역을 통과하여 건설되는 터널구간에 대해 사례연구를 실시하였다. 폭발현상에 의한 진동의 속도를 수치해석 프로그램인 GTS-NX를 활용하여 예측하였고 문헌조사를 통해 모든 형태의 구조물에 대해서도 안전에 영향을 미치지 않는 0.2cm/sec의 지반진동속도를 안전성 평가기준으로 제시하였다. 본 연구에서 활용된 안전성 평가지표와 절차는 향후 탄약시설을 횡단하는 사회기반시설 계획 시 안전성 평가의 지표로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제15권12호
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• pp.1389-1397
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• 2005

Since blast-induced vibration may cause serious problem to the rock mass as well as the nearby structures, the prediction of blast-induced nitration and the stability evaluation must be performed before blasting activities. Dynamic analysis has been increased recently in order to analyze the effect of the blast-Induced vibration. Most of the previous studies, however, were based on the continuum analysis unable to consider rock joints which significantly affect the wave propagation and attenuation characteristics. They also adopted pressure corves estimated tv theoretical or empirical equations as input detonation load, thus there were very difficult to reflect the characteristics of propagating media. In this study, therefore, we suggested a dynamic distinct element analysis technique which uses velocity waveform obtained from a test blast as an input detonation load. A distinct element program, UDEC was used to consider the effect of rock joints. In order to verify the validity of proposed method, the test blast was simulated. The predicted results from the proposed method showed a good agreement with the measured vibration data from the test blast. Through the dynamic numerical modelling on the planned road tunnel and slope, we evaluated the effect of blast-induced nitration and the stability of rock slope.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.57-66
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• 2008

본 연구에서는 쪼갬 인장시험과 Fang, H. Y. and Fernandez(1981)에 의해 고안된 일축관입시험을 통한 동결토의 인장강도를 살펴보았다. 본 연구는 영하 15도의 환경 속에서 화강풍화토, 표준사와 카오리가 혼합된 사질 혼합토의 일축관입인장강도와 쪼갬 인장강도가 어떻게 변화하는지를 고찰하였다. 동결공시체는 함수비, 점토함량에 따라 다양하게 실험을 실시하였으며, 함수비와 점토함유량에 따라 일축관입인장강도와 쪼갬 인장강도간의 상호관계를 분석하였다. 결과를 요약하면, 평균적으로 쪼갬 인장강도는 일축관입인장강도에 비해서 4배정도 큰 강도를 나타내었다. 함수비가 증가함에 따라 두 인장강도간의 차이가 크게 나타났으며, 그리고 점토함량이 증가할수록 두 인장강도는 모두 감소하는 경향을 나타내었다.