• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.133-140
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• 2000

Drilling and blasting method for excavating rock mass is generally used in underground construction; but this technique has some shortcomings. For instance, rock mass damage is inevitable during drilling and blasting, and blast-induced vibration frequently causes some problems. Until now, field measurement method is used to predict the overbreak and vibration; but it has many limitations. Therefore, numerical analysis method is needed to overcome such limitations, and to estimate and predict damage and vibration due to tunnel blasting in the design stage. In this study, damage zone of rock mass due to stoping and contour blasting is compared based on standard tunnel blasting pattern, and the propriety of the standard tunnel blasting pattern is estimated. Then, blasting pattern is optimized so that the damage zone due to sloping blasting with reduced charge is consistent with that due to contour blasting.

• 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.

• 화약ㆍ발파
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• 제24권1호
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• pp.63-69
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• 2006

터널굴착이나 사면절취 등과 같은 굴착문제에 있어서 굴착방법을 결정하기 위해 대상암반에 대한 리핑 암이나 발파암의 구분이 우선되며, 다음에 발파에 의한 굴착방법이 선정되었을지라도 화약량 및 종류, 천공방법 등 발파설계를 위해서 추가적으로 발파암에 대한 세부적인 분류가 필요하다. 일반적으로 RMR 이나 Q 시스템과 같은 암반분류법이 많이 사용되고 있지만, 발파암에 대한 표준적인 암반분류법이 없으며, 국내에서도 발파암 분류에 대한 연구가 거의 전무한 상태로 발파암의 분류요소로 사용될 수 있는 요소를 구하기 위한 연구가 필요하다, 본 논문에서는 앞으로 국내에서 발파암 분류연구에 대한 방향제시를 위해서 발파와 암석의 역학적 특성, 지질구조와 불연속면의 특성과의 관계나 굴착과 관련된 암반분류에 대한 여러 논문사례를 통하여 발파암의 분류 요소와 분류방법 등을 분석한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권3호
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• pp.329-344
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• 2015

Cratering tests in rock are generally carried out to identify its fragmentation characteristics. The test results can be used to estimate the minimum amount of explosives required for the target volume of rock fragmentation. However, it is not easy to perform this type of test due to its high cost and difficulty in securing the test site with the same ground conditions as the site where blasting is to be performed. Consequently, this study investigates the characteristics of rock fragmentation by using the hydrocode in the platform of AUTODYN. The effectiveness of the numerical models adopted are validated against several cratering test results available in the literature, and the effects of rock mass classification and ground formation on crater size are examined. The numerical analysis shows that the dimension of a crater is increased with a decrease in rock quality, and the formation of a crater is highly dependent on a rock of lowest quality in the case of mixed ground. It is expected that the results of the present study can also be applied to the estimation of the level and extent of the damage induced by blasting in concrete structures.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.37-42
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• 2003

화약발파에 의한 암반의 파괴는 폭약의 열화학적 반응에 의해 생성되는 에너지가 주위 암반으로 전달되면서 발생한다. 폭약의 반응은 매우 짧은 시간에 격렬하게 이루어지므로 실험적 관찰이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 암반을 대상으로 발파할 경우 암반의 불균질성, 이방성으로 인해 동일한 조건으로 실험을 하더라도 특성상 정량적 정성적으로 똑같은 상황을 반복적으로 재현하여 실험하는 것도 불가능하다. 따라서 폭약으로부터 발생하는 에너지와 암반으로의 전달과정은 암반 파괴의 에너지원으로서 매우 중요하면서도 명확히 파악되지 않은 부분이다. 본 논문에서는 수치해석적 방법으로 발파원과 암반의 거동을 모델링하여 발파원의 특성이 암반 거동에 미치는 영향을 고찰하였다. 주요 결과로는 발파원과 관련된 입력 자료로서 감쇠상수와 발파공벽에 가해지는 압력의 증가시간에 따라 암반의 동적거동이 상이하게 나타났으며, 동적 거동을 결정짓는 두 입력 변수의 상호관계를 유도할 수 있었다.

• 지반과기술
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• 제3권3호
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• pp.15-22
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• 2006

The optimum blasting pattern to excavate a quarry efficiently and economically can be determined based on the minimum production cost, which is generally estimated according to rock fragmentation. Therefore, it is a critical problem to predict fragment size distribution of blasted rocks over an entire quarry. By comparing various prediction models, it can be ascertained that the result obtained from Kuz-Ram model relatively coincides with that of field measurements. Kuz-Ram model uses the concept of rock factor to signify conditions of rock mass such as block size, rock jointing, strength and others. For the evaluation of total production cost, it is imperative to estimate 3-D spatial distribution of rock factor for the entire quarry. In this study, a sequential indicator simulation technique is adopted for estimation of spatial distribution of rock factor due to its higher reproducibility of spatial variability and distribution models than Kriging methods. Further, this can reduce the uncertainty of predictor using distribution information of sample data. The entire quarry is classified into three types of rock mass and optimum blasting pattern is proposed for each type based on 3-D spatial distribution of rock factor. In addition, plane maps of rock factor distribution for each ground level are provided to estimate production costs for each process and to make a plan for an optimum blasting pattern.

• 화약ㆍ발파
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• 제21권4호
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• pp.1-10
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• 2003

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.

• 한국안전학회지
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• 제12권4호
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• pp.102-107
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• 1997

Ground vibrations are an integral part of the process of rock blasting. The sudden acceleration of the rock by the detonation gas pressure acting on the drillhole walls induces dynamic stresses in the surrounding rock mass. This sets up a wave motion in the ground much like the motion in a bowl of jelly when disturbed by the action of a spoon. The wave motion spreads concentrically from the blasting site, particularly along the ground surface, and is therefore attenuated, since its fixed energy is spread over a greater and greater mass of material as it moves away from its origin. Some theoretical aspects of the generation and propagation of vibrations produced in rock blasting are analyzed; although it must be indicated that this is just a mere approximation to the problem, as the actual phenomena are much more complex owing to the interaction of different types of waves and their modifying mechanics.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.476-485
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• 2006

발파에 의한 암반의 손상이나 파쇄는 폭약의 폭굉 과정에서 발생하는 충격파와 가스팽창의 영향에 의해 야기된다. 발파에 의한 파괴 메커니즘을 완전히 이해하기 위해서는 두 메커니즘을 같이 연구해야한다. 본 연구에서는 개별 요소법에 기초한 수치해석 프로그램인 PFC2D를 이용하여 발파공 벽면에 작용하는 폭굉압과 가스압을 동시에 모델링 할 수 있고 이에 따른 암반 내 균열 발생을 확인할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 또한 시멘트-모르타르 블록에서의 모형 발파시험을 수치해석을 수행함으로써, 개발된 알고리즘을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제18권1호
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• pp.33-43
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• 2008

지반침하 대상지역 암반의 부피팽창률에 대한 측정방법은 국 내외적으로 아직까지 규정된 바는 없으며, 그동안 현장에서 화약발파에 의한 암반의 부피증가율로써 부피팽창률을 적용하여 시용하여 왔다. 하지만 이렇게 제시된 부피팽창률은 일정한 기준으로 분류되지 않았을 뿐만 아니라, 각각에서 제시된 값들은 암종에 따라 부피팽창률 범위 차이가 있기 때문에 지반침하 대상지역에 그대로 적용하기에는 다소 무리가 있다. 따라서 본 연구에서는 편마암, 석회암 및 셰일을 대상으로 붕락대에 영향을 미칠 수 있는 파쇄암의 적재 형태에 따른 부피팽창률과 응력에 따른 부피팽창률을 산정하기 위해 파쇄암이 적재된 상태에서 일정한 하중을 가하여 실내실험을 실시하였다.