2015년 8월 12일 중국 텐진항에서는 두 번의 대규모 폭발이 발생하였다. 두 번의 폭발은 TNT 3톤, TNT 21톤 규모로 추정되었다. 현재까지 폭발의 정확한 원인은 공표되지 않고 있으며 원인에 대한 몇 가지 추정이 제시되고 있다. 그중 하나는 화재진압을 위해 뿌려진 물과 탄산칼슘의 화학반응에 의해 폭발성 아세틸렌 가스가 발생하고 이 가스의 폭발이 800톤의 질산암모늄의 폭발을 야기했을 것이라는 것이다. 본 연구에서는 이러한 폭발 시나리오에 대한 폭발에너지 분석을 통해 화학적 반응에 의해 텐진항 폭발 사고와 같은 대규모 폭발이 발생 가능한지를 평가하였다.
최근 빈번하게 발생되고 있는 가스사고는 많은 인명과 재산상의 손실을 초래하고 있다. 특히 도시 가스 보다는 공기보다 비중이 큰 LP가스에 의한 사고가 많이 발생된다. 특히 최근에 발생한 인천 부평구의 LP가스 폭발사고는 사망6명, 부상21명 등 총 27명의 인명피해와 주택 붕괴 등 많은 재산상의 손실을 초래하였다. 또한 LP가스 용기는 용기자체가 자해나 위해의 수단으로 이용되기도 한다. 이에 따라 정부에서는 1998년 1월 10일 고압가스안전관리법 시행규칙을 개정하여 LP가스용기에 부착되어 사용되는 밸브를 과류차단형으로 의무화하여 가스사고예방을 위해 힘쓰고 있다.(중략)
지난 4월 22일 발생한 북한의 룡천역 폭발사고로 인하여 사망자수 150여명, 부상자수 1,300여명에 달하는 엄청난 재해가 발생하였다고 전해지고 있다. 룡천역을 중심으로 반경 500m 파일이 완파되었으며, 폭발 영향권도 4km에 달하였고 반경 500m 안에는 역사와 학교 및 4-5층 규모의 아파트가 다수 있었기에 피해 규모가 더욱 컸다고 알려 졌다. 1990년대 들어 우리나라도 심대한 대형 재난사고를 당하였다. 성수대교 붕괴(1994), 대구지하철 공사장 가스폭발(1995), 삼풍백화점 붕괴(1995), 대구지하철 화재(2003) 등 잇따른 대형 참사는 우리의 위기관리 현실을 되돌아보게 하였고, 국민들은 언제 발생할지 모를 재난에 대한 불안감으로 그 어느 때보다 안전한 나라에 대한 열망이 강한 것이 사실이다.(중략)
최근 도시의 과밀화, 지가 상승, 평면적 토지 공간이 부족하게 됨에 따라 도시기능의 일부를 지하공간으로 흡수하고자 하는 노력이 발생하게 되었고, 이에 대한 사회의 관심이 높아지고 있어 지하공간의 활용이 증가되는 추세이다. 국내$\cdot$외에서 지하철 공사현장 가스폭발, 지하 공동구 화재, 지하가 화재$\cdot$폭발 등 지하공간에서의 사고가 다수 발생하고 있다. 이러한 사고는 재산의 손실 뿐 아니라 전력, 통신망 마비로 도시 기능을 무력화시키고, 인명 피해의 대형화를 동반함으로서 도시민의 안전을 위협하고 있다. 지하공간에 있어서 사고는 지하가, 지하통로 및 건축물 지하 등이 30%를 차지하고, 사고 형태는 화재 폭발이 36%를 차지하고 있다.(중략)
국내의 지하공간 활용이 증가함에 따라 지하에 매설되어 있는 가스관과 같은 시설물에서의 폭발 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 인구밀도가 높은 도심지에서는 개별의 폭발 사고가 복합적인 큰 사고로 확산될 가능성이 존재한다. 따라서, 도심지에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 터널과 인접한 곳에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 영향력을 미치는 요인들의 영향을 파악하기 위하여 폭발 조건과 암반의 물성을 포함한 8개 인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. AUTODYN을 이용한 민감도 분석을 통해 각 인자들의 주영향과 교호작용효과를 분석하였다. 분석 결과, 폭발지점과 지하구조물 사이의 거리, 폭약량, 암석의 탄성계수가 터널 주변 응력성분에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.
국내외에서 가스폭발 사고가 빈번하게 발생하고 있으며 가스 폭발의 평가와 분석을 위해 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 TNT 폭발 시 화학반응식의 선택과 반응 생성 물질들의 엔탈피의 선택에 따른 폭발에너지, 폭발압력, 폭굉속도 및 온도의 차이를 계산하였다. 화학반응식의 선택에 따라 계산되는 폭굉압은 최고값이 최저값에 비해 2배까지 나타났다. 밀폐된 공간에서의 메탄가스 폭발을 가정하고 TNT 등가량을 산정하였으며 이를 통해 폭발지점에서의 거리에 따른 최대압력과 임펄스 변화를 추정할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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