• Geomechanics and Engineering
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• 제30권6호
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• pp.551-564
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• 2022

Fragmenting the rock mass is considered as the most important work in open-pit mines. Ground vibration is the most hazardous issue of blasting which can cause critical damage to the surrounding structures. This paper focuses on developing an explicit model to predict the ground vibration through an multi objective evolutionary polynomial regression (MOGA-EPR). To this end, a database including 79 sets of data related to a quarry site in Malaysia were used. In addition, a gene expression programming (GEP) model and several empirical equations were employed to predict ground vibration, and their performances were then compared with the MOGA-EPR model using the mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), mean (𝜇), standard deviation of the mean (𝜎), coefficient of determination (R²) and a20-index. Comparing the results, it was found that the MOGA-EPR model predicted the ground vibration more precisely than the GEP model and the empirical equations, where the MOGA-EPR scored lower MAE and RMSE, 𝜇 and 𝜎 closer to the optimum value, and higher R² and a20-index. Accordingly, the proposed MOGA-EPR model can be introduced as a useful method to predict ground vibration and has the capacity to be generalized to predict other blasting effects.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권3호
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• pp.30-43
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• 2020

암석동역학은 동적하중조건하에서의 암반이나 암석의 역학적 거동에 대해 연구하는 학문으로, 자원개발이나 토목, 지진을 비롯한 재난재해, 국방과학 등 다양한 분야에 걸쳐 그 필요성이 증대되고 있다. 본 보고에서는 암석재료에 대한 동적 실험기법들과 동적 하중상태에서 암석이 보이는 역학적 거동 특성에 대한 최근의 연구결과들을 소개하고자 한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제33권1호
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• pp.53-63
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• 2023

Rock disturbance caused by blasting and stress relaxation is commonly observed during excavation. As the distance from the source of disturbance increases, the degree of disturbance decreases, and rock at a large depth does not experience disturbance. However, in stability analyses, a single value of disturbance is often applied to the entire rock mass, which leads to underestimated results. In this study, this modeling mistake is addressed by considering realistically varying rock disturbance. The safety of infinite slopes in a disturbed rock mass with a strength governed by the Hoek-Brown failure criterion is investigated based on the kinematic approach of limit analysis. The maximum disturbance is assigned to the outermost slope face because it is directly exposed to blasting damage and dilation, and the disturbance progressively decays with distance in the rock mass. The safety analysis results indicate that the assumption of uniform disturbance in the entire rock mass leads to underestimation of the rock strength and safety on infinite rock slopes. A critical slip surface appears to be within the disturbed rock layer as well as the interface between the disturbed upper rock and undisturbed lower rock.

• 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.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.472-482
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• 2023

격자형 또는 주방식 공법은 수평으로 매장된 광물을 채굴할 목적으로 적용되는 공법이다. 본 연구에서는 자연 암반을 암주로 사용하는 주방식 공법을 지하공간 건설에 적용하기 위해 설계와 파일럿 테스트를 수행하였다. 파일럿 테스트가 수행된 지역은 기존 골재 광산을 운영하는 곳으로 양호한 암반 조건과 적당한 심도를 보유하고 있었다. 파일럿 테스트 부지는 연구 결과 적용이 가능한 광산을 기반으로 접근성, 지반조건 등을 검토하여 후보지를 결정하였으며 상세 지반조사와 설계를 통해 부지 조성공사를 수행하였다. 파일럿 테스트는 암주형상을 8×8 m로 공간의 단면을 8×12 m 크기로 설계되었다. 시험발파를 통해 발파패턴을 결정하고 89공 3 m 굴진 단면 발파를 수행하여 총 92 m 굴진을 완료하였다. 현장 측정을 통해 평균 폭 12.5 m, 평균 높이 8.3 m을 확인하여 연구에서 고려하는 단면 모양과 유사하게 굴착공사를 진행할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제61권3호
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• pp.419-426
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• 2017

Recently, the transportation of dangerous explosive goods is increasing, which makes vehicle blasting accidents a potential threat for the safety of bridge structures. In addition, blasting accidents happen more easily when earthquake occurs. Excessive dynamic response of bridges under extreme loads may cause local member damage, serviceability issues, or even failure of the whole structure. In this paper, a new explosion-proof and aseismic system is proposed including cable support damping bearing and steel-fiber reinforced concrete based on the existing researches. Then, considering one 40m-span simply supported concrete T-bridge as the prototype, through scale model test and numerical simulation, the dynamic response of the bridge under three conditions including only earthquake, only blast load and the combination of the two extreme loads is obtained and the applicability of this explosion-proof and aseismic system is explored. Results of the study show that this explosion-proof and aseismic system has good adaptability to seism and blast load at different level. The reducing vibration isolation efficiency of cable support damping bearing is pretty high. Increasing cables does not affect the good shock-absorption performance of the original bearing. The new system is good at shock absorption and displacement limitation. It works well in reducing the vertical dynamic response of beam body, and could limit the relative displacement between main girder and capping beam in different orientation so as to solve the problem of beam falling. The study also shows that the enhancement of steel fibers in concrete could significantly improve the blast resistance of main beam. Results of this paper can be used in the process of antiknock design, and provide strong theoretical basis for comprehensive protection and support of girder bridges.

• 화약ㆍ발파
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• 제27권2호
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• pp.33-41
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• 2009

비장약량 또는 장약계수는 어떤 발파에서 파괴대상이 되는 암석의 총 부피 당 또는 총 무게 당 폭약 소비량으로 정의된다. 암석 톤당 또는 입방미터 당 폭약 소비량의 변화는 언제나 암질변화에 대한 좋은 지표가 된다. 광산현장에서는 통상 광석(ore) 톤당 폭약 소비량을 암석에 대한 발파 용이성의 척도로 사용하는 반면, 건설현장에서는 암석 입방미터 당 폭약 소비량을 사용한다. 본 논문에서는 터널발파를 대상으로 하므로 건설현장에서 사용하는 비장약량의 정의를 채택하였다. 지금까지 다양한 터널발파 설계법들이 제안되어 있지만 이런 방법들을 현장에 적용하였을 때 잘 맞지 않는 경우가 많다. 그 이유는 무엇보다 각 나라나 지역별로 암질조건이 서로 상이하기 때문인 것으로 보이며, 이러한 문제는 발파의 설계자나 시공자에게 기술적으로 상당한 부담이 될 수도 있다. 그런데 만일 우리가 주어진 암석에 대한 적정 비장약량을 알고 있다면 발파설계가 매우 쉬워질 수 있을 것이다. 이런 측면에서 본 논문에서는 사전에 결정된 비장약량이 있는 경우 그 비장약량에 맞추어서 터널발파를 설계할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 이 알고리즘은 터널단면 상의 다양한 영역에 서로 다른 구속도를 부여하는 개념을 토대로 하고 있으며, 기존에 알려진 터널발파 설계방법들과 조합하여 사용할 수 있는 경험적인 설계방법이다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.585-594
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• 2009

In this present study, to performed the model test and estimated the behavior characteristics of twin tunnel in accordance with the variation of the whole failure parameters which is the strength of the ground, distance of tunnel, angle of the joint, installation of tension bolts and the blasting load. To carry out the numerical analysis for verification of model test results and analyze the sensitivity on failure parameters using model test and numerical analysis results. Based on sensitivity analysis results, to propose the most habitually failure parameters in tunnel scale model test.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권3호
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• pp.545-560
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• 2015

In this paper, blast-induced vibration effects on buildings located in rural areas were investigated. Damages to reinforced concrete, adobe and masonry buildings were evaluated in Çatakk$\ddot{o}pr\ddot{u}$ and Susuz villages in Silvan district of Diyarbakir, Turkey. Blasting of stiff rocks to construct highway at vicinity of the villages damaged the buildings seriously. The most important reason of the damages is lack of engineering services and improper constructed buildings according to the current building design codes. Also, it is determined that, inappropriate blast method and soft soil class increased the damages to the buildings. The study focuses on four points: Blast effect on buildings, soil conditions in villages, building damages and evaluation of damage reasons according to the current Turkish Earthquake Code (TEC).

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권1호
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• pp.51-61
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• 2014

발파가 인근 시설물에 미치는 영향을 수치적으로 규명하기 위해서는 발파하중 시간이력을 적용한 동적 해석을 수행해야 한다. 발파하중은 실측하기 어렵기에 다양한 참고문헌에서 제시된 경험적 시간이력이 일반적으로 사용된다. 경험적 폭굉압과 시간이력은 다양한 환경변수를 고려하여 보정해야 하지만 이에 대한 가이드라인이 명확하게 제시되지 않아 해석에 어려움이 있다. 본 연구에서는 시험발파를 모사하는 2차원 동적 수치해석을 수행하여 계측기록과 상응하는 경험적 발파하중 시간이력을 도출하였다. 발파로 인한 파쇄영역은 원형으로 가정하여 모델링 하였으며 발파하중을 경계벽에 수직방향으로 재하하였다. 특히, 해석 결과에 지반의 감쇠비는 큰 영향을 미칠 수 있으므로 이를 정확하게 산정해야 한다. 시험적으로 계산된 감쇠식의 기울기는 발파하중의 크기에는 영향을 받지 않으며 하중의 주파수와 지반의 감쇠비에 의해서만 결정되므로 지반 감쇠비는 발파 감쇠식에 상응하도록 결정하였다. 해석 결과, 발파하중은 암반의 파쇄에 소요되는 에너지 손실을 고려하지 않으므로 이를 보정없이 적용할 경우 발파로 인하여 유발되는 진동을 크게 과대예측하므로 이를 감소시켜야 하는 것으로 나타났다.