• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제25권7호
• /
• pp.5-19
• /
• 2024

During the blasting process, a fracture zone is formed in the vicinity of the blast hole. Any damage that extends beyond the excavation boundary line necessitates the implementation of an additional support system to assure safety. Typically, fracture zone radius is estimated from blast hole pressure using theoretical methods due to its simplicity. However, linear charge concentration (kg/m) is used for tunnel blasting. This paper compiles Swedish experimental datasets to estimate the radius of fracture zones based on linear charge concentration. Further numerical analyses are performed in LS-DYNA for coupled single-hole blasting. The Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) model has been selected as the constitutive model for this investigation. The numerical model is validated against small-scale laboratory tests. Parametric studies are conducted to predict fracture zones in granite and sandstone rocks using two kinds of explosives, PETN and AFNO. The analyses evaluate ten types of blast hole sizes, ranging from 17 to 100 mm. The results indicate that granite has a larger fracture zone than sandstone, and the PETN explosive predicts more damage than ANFO. Smaller blast holes exhibit smaller fracture zones in comparison to larger blast holes. Wave propagation is more rapidly attenuated in granite than in sandstone. Subsequently, the predicted fracture zone outcomes are compared with the empirical dataset. Fracture zones of medium blast hole diameter align well with the experimental data set. A predictive equation is derived from the data set, which may be used to evaluate blast design to manage fracture zones beyond the excavation line.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제41권4호
• /
• pp.29-40
• /
• 2023

암반발파는 광업, 터널공사, 지하 구조물 구축 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 특히 지하공간의 활용이 증가하면서 암반발파 기술이 더 중요한 역할을 하고 있다. 암반발파 시 발파공에서 발생하는 발파공의 압력은 파쇄도, 발파진동 등에 직접적인 영향을 미치는 변수이며, 폭약의 성능 평가 및 발파 결과 예측에 있어서 가장 중요한 매개변수 중 하나이다. 이와 같은 발파공 압력은 몇몇 연구자들에 의해 연구가 수행된 바가 있지만, 폭약의 종류, 폭약량, 발파조건 등 실험조건으로 인하여 비교가 어려운 실정이다. 본 연구에서는 발파공 압력센서와 관측공 압력센서를 제작하여 단일공 발파 시 발파공과 관측공의 압력을 측정하였다. 실험결과를 바탕으로 발파공 주변 압력 전파특성과 발파진동 전파특성에 대해 고찰하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제36권2호
• /
• pp.1-9
• /
• 2018

폴리머 겔의 발파 효과를 평가하기 위해 AUTODYN을 이용한 단일 발파공 모델 시뮬레이션을 수행하였다. 발파공 내부 에멀젼 폭약과 공벽간의 채움재는 공기와 폴리머 겔을 적용하여 서로 결과를 비교하였으며, 디커플링 지수 1.0인 밀장전과 디커플링 지수 1.25, 1.56에 대해 각각 해석하였다. 폴리머 겔의 발파 효과 평가를 위한 기준은 밀장전 case를 기준으로 하였다. 해석 결과로서 석회석 모델의 파쇄 및 균열 발생에서 공기보다 폴리머 겔 적용의 경우가 높은 파쇄 정도를 나타냈고, 지정 게이지에서의 최고압력 또한 공기의 경우보다 폴리머 겔 적용이 높은 수치를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.75-85
• /
• 2003

화약폭발로 발생한 응력파 전파특성을 파악하기 위하여 화약종류, 장약조건, 전파매질조건 별로 실내 모형시험 및 현장 암반시험과 수치해석을 시행하였다. 수치해석은 시험조건과 동일한 조건을 모델링하여 시행하였다. 2공을 동시 발파하는 경우에 2공 중심에서 응력크기는 1공 발파보다 2배정도로 증가되었다. 최대응력 도달시간은 디커플링장전조건이 밀장전조건보다 2배정도 지연되어서 가스압력에 의해 최대 응력이 발생하였다. 시험결과와 수치해석결과를 비교.분석한 결과 수치해석결과가 시험결과보다 약간 저평가되었지만 비교적 유사하여 수치해석으로 발파결과를 미리 예측할 수 있었다. 도로터널의 일반적인 발파패턴도에 대하여 수치해석을 시행하고 외곽공과 외곽공과 인접한 확대공 발파로 인하여 발생하는 동적 암반거동 및 암반손상을 평가하였다. 수치해석결과 확대공의 손상영역이 외곽공보다 크게 나타났다. 확대공 손상영역을 감소시키기 위하여 낮은 밀도의 화약사용, 디커플링장전, 확대공과 외곽공사이의 거리 증가 등의 방안을 제안하였다.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제41권4호
• /
• pp.17-28
• /
• 2023

최근 연구시설 및 자원개발 등의 목적으로 지하공간 활용이 증가하고 있으며, 저심도 암반을 넘어 고심도 암반에 대한 개발이 증가하고 있다. 고심도 지하공간 개발은 높은 응력과 높은 온도 조건에서의 암반의 안정성을 고려해야 한다. 고심도의 경우 암반 구조와 불연속면의 상태 등이 안정성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 지진 및 굴착을 위한 암반발파에 의한 지반진동 전파가 지하공동의 응력변화를 발생시켜 암반의 안정성에 영향을 미치게 된다. 발파공학 측면에서 지반진동을 예측하는 방법은 실측 데이터를 바탕으로 통계학적 회귀분석을 통한 경험적 회귀모형과 수치해석적 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 단일공 발파에 의한 폭발압력 전파특성과 지반진동 전파특성에 대한 경험적 회귀모형을 획득하기 위하여 실험적 방법을 통해 연구를 수행하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제18권4호
• /
• pp.280-288
• /
• 2008

발파진동은 암반 및 인근 구조물에 심각한 문제를 야기할 수 있기 때문에 시공 전 발파진동의 예측과 안전성 평가가 반드시 선행되어야 한다. 최근 발파진동 영향평가를 위하여 시추공이나 시험발파를 통해 획득한 실측진동파형을 이용한 동적수치해석이 증가하고 있다. 하지만 시추공 발파 진동파형은 실제 발파현장에서 측정된 진동파형과 진동수준이나 진동지속시간에서 다소 차이가 있으며 이는 단일공 파형과 유사한 특성을 가진다. 따라서 본 연구에서는 단일공 파형의 중첩모델링을 통해 발파조건 변화에 따른 진동파형을 획득하고 이 파형을 이용한 동적수치해석을 수행하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 1994년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.199-208
• /
• 1994

This paper presents an evaluation of new drill and blast method with two different drilling directions for pilot tunnel enlargement using numerical experiment and field test. To evaluate the effieiency of new tunnel enlargement method, field tests were performed and compared with conventional drill and blast method. Also, three dimensional transient dynamic analysis was made to investigate the effect of the ground vibration when blasting was performed at same position using the equivalent single hole charge.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제21권3호
• /
• pp.289-300
• /
• 2020

Estimating the damage induced by an explosion around a blast hole has always been a challenging issue in geotechnical engineering. It is difficult to determine an exact dimension for damage zone since many parameters are involved in the formation of failures, and there are some uncertainties lying in these parameters. Thus, the present study adopted a probabilistic approach towards this problem. First, a reliability model of the problem was established and the failure probability of induced damage was calculated. Then, the corresponding exceedance risk curve was developed indicating the relation between the failure probability and the cracked zone radius. The obtained risk curve indicated that the failure probability drops dramatically by increasing the cracked zone radius so that the probability of exceedance for any crack length greater than 4.5 m is less than 5%. Moreover, the effect of each parameter involved in the probability of failure, including blast hole radius, explosive density, detonation velocity, and tensile strength of the rock, was evaluated by using a sensitivity analysis. Finally, the impact of the decoupling ratio on the reduction of failures was investigated and the location of its maximum influence was demonstrated around the blast point.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제37권3호
• /
• pp.25-33
• /
• 2019

지하광산의 갱내 굴착 과정에서 폭약을 사용하여 발파하는 경우, 최외곽공의 폭력을 조절하여 외부 암반의 손상도 감소와 원활한 파단면을 형성하는 작업은 종업자의 안전 및 작업능률을 향상시키는 결과를 가져올 수 있다. 본 연구는 2차원의 동적파괴과정해석기법인 DFPA-2D 코드를 사용하여 단일 장약공에서 발파 시, 장약공의 직경과 디커플링 지수에 따라 생성되는 균열손상범위를 수치해석적으로 확인하였고 Sweden의 발파손상영역 경험식을 이용하여 암반손상범위를 예측하고 DFPA 해석결과와 비교하였다. 추가로 DFPA코드를 지하채광발파의 최외곽공 발파균열예측에 적용하여 파단면형성 및 발파손상발생 메커니즘에 대하여 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.129-139
• /
• 2006

두개의 장약공에 시차를 주고 발파할 경우 파의 특징인 상호 간섭현상이 발생한다. 이러한 파의 간섭현상은 중첩을 통하여 파가 서로 증폭이 되거나 상쇄가 된다. 따라서 이러한 파의 특성을 이용하여 시험발파 시 단공발파를 통한 발파진동 데이터를 측정하여 각각의 파형을 합성한 뒤 최적지연초시를 찾고 이 합성초시를 전단면에 적용하여 그 효율성을 입증하는데 이번 실험의 목적이 있다. 기존뇌관(비전기, 전기뇌관)의 정형화된 초시(20, 25ms)가 아닌 현장암질에 적합한 전자뇌관의 최적초시를 도출하여 발파 진동을 최소화 하고 굴착효율을 높이는 발파 굴착공법의 개발을 모색하고 시험시공을 통한 현장 적용성을 평가하였다.