본 연구에서는 1/5 축소모형 철근콘크리트 기둥을 이용하여 철근의 노출길이 및 수직하중과 발파공수와의 관계에 대해 연구하였다. 축소모형 철근콘크리트 기둥에 수직하중을 재하하여 철근의 노출 길이와 발파공수와의 관계를 비교하였다. 또한 발파된 축소모형 기둥의 무게와 철근이 노출된 축소모형 기둥의 무게를 발파공수와 비교하였다. 축소모형 철근콘크리트 기둥에 대한 시험결과로부터 철근의 노출길이 및 수직하중을 바탕으로 축소모형 철근콘크리트 기둥의 발파공수를 산정할 수 있으며, 이를 축소모형 구조물에 적용할 수 있음을 확인하였다.
발파에 의한 진동과 소음은 주변 지역에 대하여 인적 물적 피해를 일으킬 수 있는 대표적인 환경피해 요소이다. 본 연구에서는 지연시차를 7단계로 변화시키고 각 단계마다 3회씩 반복하여 총 21회의 발파를 수행하였으며, 총 50개의 측정값으로 환산거리에 의한 발파진동 추정식을 도출하였고, 진동속도 측정값과 주파수를 이용하여 Langefors 시차이론을 적용하였다. 지연시차가 8ms와 28ms일 경우 진동속도의 평균값은 각각 5.76cm/sec 및 5.75cm/sec로 비교적 낮은 값을 나타내었으며, 지연시차에 따라 주기적으로 높은 측정값과 낮은 측정값이 반복되어 간섭효과를 확인할 수 있었다. 진동속도와 주파수의 측정값으로 Langefors의 시차이론을 적용한 결과, 본 연구에서 발파진동을 저감할 수 있는 최적의 지연시차는 8ms와 24ms로 확인되었다.
터널발파시 기존 연구와 시공사례를 통해 전자발파 공법이 기존 발파공법보다 효과적으로 발파진동 저감효과가 탁월한 것으로 보고되고 있다. 그러나 전자뇌관의 가격이 높아 보안물건이 근접한 발파 현장에서만 일부 활용되는 실정이다. 이에 본 연구는 전자뇌관 적용 비율에 따른 진동저감 효과를 연구하기 위하여 전자뇌관과 비전기뇌관의 비율을 조절하여 터널발파 시험을 수행하였다. 연구결과 전자뇌관 100% 적용한 경우 발파진동의 저감효과가 가장 크고, 전자뇌관 비율을 일정 수준 감소시켜도 발파진동 제어 효과가 있는 것으로 나타났다.
발파시 진동을 상호 간섭으로 저감시키기 위해서 최고 적합한 기폭시간차를 진동파형의 상관함수로 이용해서 결정하는 방법을 연구하였다. 그래서, 이 방법을 Cement Block 공식체를 이용해서 소규모발파 실험에 적용하고, 진동저감 효과를 검토하였다. 그 결과, 이 방법을 이용한 뇌관열상 발파에 있어서 진동변위 속도를 최대치로 비교하면 관측위치에서 가장 가까운 발파공단독으로 기폭했을 때 보다 작고, 5발을 중복시켜 최대가 되는 조건인 경우의 약 1/5로 저감되는 것을 확인하였다.
연암평가는 굴착난이도 평가와 관계가 많은 것을 고려할 때 굴착과 관련되는 발파와 연관 지울 수 있다. 따라서 현장에서 소량의 화약을 사용하여 누두공시험에 의해 구해진 누두지수와 발파계수를 연암의 분류요소로 사용하기 위한 시도가 이루어 졌다. 또한 현지 지반의 탄성파속도와 암석의 파쇄에 대한 저항성 나타내는 Protodyakonov의 계수도 분류요소로 사용하여 연암의 분류를 실시하였다.
기존 수중발파와 달리 잠수부에 의존하지 않고 바지선위에서 천공, 장약, 발파 등 수중발파작업의 전 과정이 바지선 상부에서 이루어 질 수 있도록 완전수밀이 가능한 수중발파용구조체를 제안 및 제작하였다. 이 구조체를 이용한 수중발파와 기존 수중발파의 결과를 비교하여 현장 적용성 및 효용성을 검증하였다.
Rock fragmentation with plasma blasting technique has advantageous properties in contrast to the conventional blasting method in controlling of flying rocks and ground vibrations, when residents are complaining or surrounding structures stay in protection from blasting operations. The experiences show in urban construction works that the plasma blasting is the most possible method to prevent damages and minimize adverse environmnetal impacts. The fragmentation energy level is evaluated by numerical simulation using PFC-2D for various drill hole pattern and tested accordingly to get the feasibility. The energy output of plasma blasting system has been improved to a level of 1 MJ, which can break a 2~3 ㎥ granite boulder or 1.5 m height bench face. Measurements are carried out to get the ground vibration level and propagation equation, so that the control of the blasting operations can be performed more precisely and safely.
The points of this design case are the planning and excavation method of a new double-tracked railroad tunnel which is approx. 11∼22 meters apart from existing single-tracked railroad tunnel. For the optimum excavation method some needs are required in design stage, such as the reduction of noise and vibration, public resentment, damage of buildings and construction costs. Hence the estimation and application of allowable noise and vibration criterion is important. The ground coefficient (K, n) of this site is determined by field trial blasting. The excavation method is chosen to satisfy the allowable noise and vibration criterion. In addition, in order to ensure the stability of existing single-tracked railroad tunnel, the instrumentation of maintenance level is accompanied during the construction stage. As a result of this design condition, central diaphragm excavation with line drilling and pre-large hole boring blasting is applied to the area within 15 meters apart from existing tunnel. And above 15 meters apart, pre-large hole boring blasting is designed.
지난 3월 27일 코롱건설(주) 회의실에서 그간 (주)수상중공업에서 새로 개발한 Plasma파암장비에 대한 수차에 걸친 실험결과를 가지고 개발자인 제환영 박사, 개발 DATA에 대한 분석을 맡았던 한국자원연구소 유창하 박사, 실험시 Plasma 파암의 파종별 식별 및 유사 기종과의 비교 등을 검토한 바 있는 허전박사, 그리고 Plasma 암비를 가지고 처음부터 끝까지 현장실험을 맏아 본 박철화 화학비관이기사(전문건설(주) 차장) 등 토론회에서 발표한 내용이다.
대한민국의 4년제 대학에서 학사학위를 취득하고, 화약류관리 기술자격시험에 합격하여 국가로부터 기술자격을 부여받고, 국가가 명한 소정의 교육과정을 거쳐, 경찰청에서 발급되는 화약류관리면허를 취득한 대한민국의 화약기술자들은 일선 현장에서 직접 발파를 시공하는 화약발파사회의 기초라 말할 수 있다. 이들의 눈으로 본 현장발파의 문제점들을 파악하고, 해결책을 모색하여, 대한민국의 화약발파기술자들이 세계 일류의 기술자로 도약할 수 있기를 기대해 본다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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