• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.578-592
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• 2021

본 연구에서는 수중발파에서 발생하는 과압, 충격량, 진동의 전파 특성을 평가하기 위하여 수행되었다. 육상에서의 발파와 비교하여 수중발파에서의 소음 및 진동의 전파 특성은 주로 물을 매개체로 하여 전파되는 차이를 가지고 있으며, 경우에 따라 다양한 매질(암반, 물, 공기 등)을 통과하면서 전파양상이 변화하는 특성도 지니고 있다. 본 연구에서는 AUTODYN을 이용하여 수중에서의 발파과정을 모사하고 발파로부터 생성된 과압, 충격량, 발파진동의 전파 특성에 대하여 분석하였다. 특히 메쉬크기가 수중발파해석으로부터 획득되는 과압, 충격량, 최대입자속도에 미치는 영향을 중점적으로 평가하였다. 전체적으로 과압과 최대입자속도는 메쉬의 크기가 증가함에 따라 감소하는 경향성을 나타내었고, 충격량은 메쉬의 크기와 함께 증가하는 경향을 보였다. 또한 본 연구의 결과로부터 메쉬 크기에 대한 의존성은 장약량과 환산거리에 따라서도 다르게 나타날 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권5호
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• pp.47-54
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• 2008

본 연구에서는 수중발파로 인해 발생되는 지반의 진동과 수중소음, 진동의 감쇠정도를 계측 및 분석하였다. 실험과 신뢰성이론으로 부터 진동추정식을 $V=K(SD)^{-0.536}$으로 제시하였으며, 발파상수 K값은 신뢰도 50%, 90%, 99.9%에 따라 1.507, 2.005, 2.939로 각각 얻어졌다. 수중발파로 인한 육상의 소규모 저수지(양식어장)의 수중소음추정식은 실측된 수중소음 자료를 이용하여 $SL=293.2SD^{-0.164}$로 제시하였으며, 수중에서는 최대 86.8dB(A), 대기중에서는 최대 147.8dB(A)의 소음이 계측되었다. 이러한 연구결과들을 고려하여 수중발파 설계 및 영향성 평가가 가능한 흐름도를 제시하였다. 수중발파에 대한 영향평가 연구는 이제 시작하는 단계로써 지속적이고 다양한 경우에 대한 연구가 보완되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.1-9
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• 2015

2015년도 개통을 위하여 호남고속철도 건설사업 건설이 진행되고 있으며, 이 노선은 차세대 고속열차의 HEMU-430X가 세계 최초로 주행하게 된다. 한편, 인근에 위치한 석회석 광산이 지속적인 발파작업을 시행하고 있으며, 더욱이 향후 연결통로 개설을 통하여 이 노선의 하부를 관통할 예정이다. 이 경우에 광산 발파로 인한 고속철도의 안정성과 열차주행으로 인한 광산 안정성 모두 검토되어야 한다. 이를 위하여 광산 발파진동계측을 통하여 진동추정식을 작성하였으며, 광산발파로 인한 철도 안정성을 정량적으로 검토하였다. 특히, 계측결과 분석에 의한 계측관리기준으로 0.5 kine(cm/sec)을 설정하여, 광산 발파진동을 제어하고자 하였으며, 발파진동의 제어를 통하여 고속열차의 안정성을 확보할 수 있는 광산의 발파패턴을 제안하였다. 또한, 고속열차 주행에 따른 진동이 광산에 미치는 영향을 수치해석적으로 검토하여 광산의 안정성도 확보할 수 있도록 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권5호
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• pp.69-78
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• 2009

발파 시 폭약의 폭발로 발생되는 발파진동은 발파지역 인근의 기존 구조물에 피해를 유발시킬 수도 있으며, 이러한 경우 구조물의 안정성 검토를 필요로 한다. 본 연구에서는 기설 터널의 상부 지층 발파 시 터널의 안정성을 구조물의 허용진동속도가 아닌 콘크리트 구조설계기준에 제시된 구조물의 허용응력을 기준으로 수치해석 프로그램인 $FLAC^{2D}$를 이용하여 구조물의 발파 진동이 터널 지보재인 콘크리트 라이닝의 응력 및 록볼트의 축력에 미치는 영향을 검토하였다. 터널에 근접하여 발파가 이루어지는 경우에는 발파진동속도와 콘크리트 라이닝의 휨 압축응력과 전단응력, 록볼트의 축력은 급격히 증가하는 것으로 나타났다.

• 화약ㆍ발파
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• 제41권4호
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• pp.17-28
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• 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.

• 지질공학
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• 제30권3호
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• pp.327-345
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• 2020

본 연구는 제주도에서 각종 개발과정 중 발생되는 지반진동이 용암동굴에 미치는 영향에 대해 분석하고, 용암동굴의 효율적인 관리보존 대책을 마련하기 위해 수행되었다. 이를 위해 제주도 거문오름동굴계분포지역에서 암질별 RMR과 Q-system 암반분류를 통해 지반상태를 평가하였고, 시추공 내에서 발파를 수행하여 만장굴 및 용천동굴에서 진동속도를 측정하였다. 암반분류 결과와 진동속도를 분석한 결과 암질이 좋을수록 진동의 영향이 크고, 암질이 불량할수록 진동영향이 작게 나타나는 경향을 보였으나 지반불균질성 등의 이유로 선형관계가 뚜렷하게 나타나진 않았다. 진동시험 결과를 토대로 진동속도(PPV)와 진동레벨(dB(V))의 상관관계식을 도출하였으며, 생활진동규제기준(진동레벨 주간 65 dB(V), 야간 60 dB(V))을 만족하려면 진동속도가 주간 0.371 cm/s, 야간 0.285 cm/s인 것으로 계산된다. 야간 진동기준이 더 보수적인 값이므로 허용진동기준은 0.285 cm/s 이하로 설정될 필요가 있다. 연구지역에서의 발파진동추정식 결정을 위하여 자승근 환산거리 및 삼승근 환산거리에 대해 선형 회귀분석을 수행한 결과, 결정계수(R²)가 0.76 이상으로 나타나 양호한 신뢰성을 가지는 것으로 평가되었다. 도출된 발파진동추정식의 자승근 관계식을 적용하여 문화재 진동기준치인 0.2 cm/s를 만족하는 장약량을 산정하였고, 동굴에서 50 m 이격된 경우 2.88 kg, 100 m 이격된 경우 11.52 kg으로 계산되었다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.692-705
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• 2018

발파를 이용한 터널의 굴착 시 수반되는 가장 큰 문제 중 하나는 발파 시 발생하는 지반진동으로 이를 저감시키기 위한 노력의 일환으로 와이어쏘 장비를 이용하여 터널 심발공 주변에 인공 자유면을 형성하고 이를 통해 파쇄도를 향상시키며 동시에 발파 진동을 저감시키는 기술이 개발되어 오고 있다. 본 연구에서는, 실규모 발파 실험 및 3D-DFPA 해석 기법을 통해 인공 자유면의 구조조건에 따른 진동저감 및 발파 효과에 대한 고찰을 수행하였으며, 이에 더불어 인공 자유면 발파에서의 효율적 설계를 위한 경험적 기준을 제안하였다. 분석 결과, 인공 슬롯 자유면은 홉킨슨 효과에 의한 스폴파괴 유발 및 충격진동의 전파경로 차단 등 발파 진동 저감을 야기하는 것으로 판단되었으며, 인공 자유면이 존재하는 경우, 존재하지 않는 경우에 비해 파쇄체적 및 파쇄효율이 모두 증가하는 경향을 보였다. 이는 인공 자유면이 실제 자유면과 동일한 역할을 수행함에 따라 최소저항선의 감소효과를 야기하는 것으로 판단되었으며, 실험 결과를 토대로 발파 공경 및 최소저항선에 대한 발파 파쇄체적의 상관관계를 도출 및 경험적 설계 기준을 제안하였다. 결론적으로, 인공 자유면 발파를 수행 시 발파 공경 대 최소저항선의 비가 약 5에서 8사이의 값을 갖도록 설계하는 것이 가장 이상적인 표준발파 조건에서의 파쇄효과를 기대할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 터널과지하공간
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• 제17권2호
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• pp.152-164
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• 2007

근래 철도를 이용한 물동량과 여객의 증가로 인하여 선로용량을 증대시키고 운영철도의 고속화를 추진하면서 기존 철도노반을 개량하는 건설공사가 많이 진행되고 있다. 이와 관련하여 기존노반과 인접하여 터널공사가 진행되는 경우가 종종 있으며 경우에 따라서는 터널폭 이내로 기존시설물과 근접되어 터널이 계획되는 경우도 있다. 공용중인 터널에 근접하여 터널을 계획하는 경우에는 기존터널에 미치는 영향을 검토하고 필요시 대책을 강구하여야 한다. 설계시 주요 검토사항으로는 시공시의 발파진동으로 인한 기존터널에 미치는 영향, 근접굴착으로 인한 기존터널의 안정성 확보 여부, 운행시 열차진동에 대한 영향분석으로 구분할 수 있다. 본고에서는 기존터널의 특성을 고려하여 국내외 기준 및 문헌을 통한 허용발파진동 선정 및 굴착계획 수립, 수치해석에 의한 안정성 분석, 경험식에 의한 열차진동의 영향 분석을 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.41-50
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• 2004

본 논문에서는 기존댐 인접지에 터널구조물을 건설하기 위한 발파시, 폭괴하중으로 인한 지반진통이 댐 제체와 간극수암에 마치는 영향을 고찰하였다. 댐의 안정성 검토는 발파시 발생하는 코어부의 최대입자속도 (Peak Particle Velocity)를 계산하여 수행하였다. 간극수와 지반진동간의 상호 연계해석을 위하여 댐 제체에 대한 정상상태 흐름해석을 수행하여 간극수압 분포를 파악하고, 유발된 과잉간극수암 및 유효응력분포로 발파하중이 인접지반에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 발파와 같은 급속하중 재하 후 과잉간극수압의 증가 및 소산현상 해석을 위하여 Finn & Byrne Model을 적용하여 하중재하 전후의 유효응력 변화양상을 검토하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권2호
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• pp.30-35
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• 2001

현재 운용중인 가스배관은 다양한 건설진동에 의하여 영향을 받고 있다. 특히 지하철 공사 및 도로공사 시에는 건설장비의 사용, 대형차량의 통행 및 발파 등으로 인해 발생되는 건설진동이 가스관에 큰 영향을 미친다. 매설가스관의 경우는 매설된 위치와 근접한 곳에서 시행되는 발파로 인한 진동영향이 큰 상태이며 노출가스관의 경우는 차량진동에 대하여 가장 크게 영향을 받고 있다. 본 논문에서는 가스배관 주변에서 발생하는 건설진동을 측정, 분석함으로써 건설진동에 의한 가스배관의 진동을 손쉽게 예측할 수 있는 가스관 진동예측 프로그램을 소개하였다. 이 프로그램은 가스관의 진동을 예측하는 소프트웨어로 기존의 신뢰성 분석된 경험식과 유한요소해석을 통한 구조해석 결과를 이용하여 매설 및 노출 가스관에서의 진동치를 현장조건에 따라 예측할 수 있고, 측정된 진동데이터를 데이터베이스화 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 또한 현장에서 발파진동을 측정하여 발파진동추정식을 산정하고, 지발당 허용장약량을 나타내는 그래프를 자동으로 형성할 수 있는 기능을 가지고 있다. 따라서 현장 근무자가 손쉽게 가스관 주변에서 진동을 예측하여 가스관의 안전성을 평가할 수 있다.