트라우즐 연주시험은 폭발물의 영향을 측정하기 위한 방법 중 하나이다. 일정크기 연주기둥 중앙의 발파공 내부에서 폭발에 의한 용적 확대량을 측정하여 폭발력을 측정하는데 이용된다. 본 연구에서는 발파공 내부 폭약주변의 채움재에 따른 폭발영향을 비교분석하기 위하여 트라우즐 연주시험 및 AUTODYN 수치해석을 하였다. 사용폭약은 일반 에멀젼 폭약을 적용하였고, 디커플링 조건과 모래, 물, 젤라틴의 충전재를 선정하였다. 시험 및 수치해석 결과 연주블록 발파공의 확대 정도는 물과 젤라틴이 유사하였고, 모래, 디커플링 조건 순으로 확대치를 나타냈다. 또한 연주기둥 외곽에서 측정한 동적 변형률 및 수치해석 전달압력의 경우 시험결과와 상응하였고, 같은 양상을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 콘크리트 블록발파 실험과 AUTODYN 수치해석을 통해 몇 가지 전색제 및 충전재가 폭발결과에 미치는 효과를 분석하였다. 전색제와 충전재는 공기, 모래, 폴리머 겔을 이용하였다. 이들 재료들의 전색효과 및 충전효과는 밀장전 조건의 경우와 비교하였다. 매립된 콘크리트 블록을 사용하여 현장 누두공 시험을 실시하였다. 콘크리트 블록 실험 및 수치해석 결과 폴리머 겔을 사용한 경우가 모래 및 디커플링의 경우에 비해 누두공의 크기와 발파공 주위의 최대압력이 더 크게 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 수치해석 결과는 현장시험 결과와 잘 일치하는 경향을 보여주었다. 주변암반 중에서 계산된 최대압력은 폴리머 겔, 모래, 무전색 및 디커플링 조건일 때 각각 37, 30, 16 MPa로 나타났다. 수치해석 모델 내 밀장전 시 최대 압력은 52 MPa로 가장 높게 나타났다. 그러나 손상영역의 크기는 폴리머 겔을 사용한 경우보다 작게 나타났다. 또한, 밀장전은 기준 실험으로 사용되었다.
화약을 사용하는 현장은 발파에 의해 발생되는 소음과 진동의 영향으로 사용상 제약을 받게 되며, 보안물건이 근접해 있는 경우 대부분 기계식굴착에 의해 작업이 이루어지고 있다. 최근 들어 기존의 기계식굴착 구간에 대해, 발파작업에 의한 암반굴착이 확대되고 있으며 이는 전자뇌관에 의해 가능하게 되었다. 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)은 진보된 전자기술을 이용하여 생산하는 4세대 뇌관으로 뇌관 내부에 IC-Chip을 내장하고 있어 0~15,000ms까지 1ms간격으로 시차를 설정할 수 있다. 또한 높은 정밀도(0.01%)를 구현하여 초정밀발파가 가능하다. 전자뇌관의 수요처는 고속도로 및 철도현장, 대형 석회석 광산을 비롯한 도심지 터파기 등에서 널리 사용되고 있으며 본고에서는 현재 하이트로닉($HiTRONIC^{TM}$)를 사용하고 있는 현장의 사례를 통해 전자뇌관에 대한 이해를 돕고자 한다.
화약발파를 이용한 건물해체 설계에서 고려해야할 중요한 인자중 하나는 안전 문제이다. 도심지에서 수행된 건물발파해체 사례에 의하면 부재 폭파시 발생한 파쇄물이 비산되어 인접한 건물이나 인명에 피해를 주어 심각한 문제를 야기시킨 사례들이 보고된바 있다. 본 논문에서는 건물발파해체시 발파로 제거하는 주요 부재중 하나로서 철근콘크리트 기둥에 대한 적절한 방호기법을 개발하기 위해 수행된 실험적 연구 결과를 제시한다. 기둥은 실제 규모로 제작되었으며 몇 가지 재료들에 대하여 고속카메라를 이용한 관찰 및 파괴 특성을 고찰하고 방호 특성을 분석하였다. 주요 결과의 하나로써 비산을 제어하는 핵심 기술은 기둥 발파시 발생하는 가스압을 제어하는 기술임이 확인되었으며 이를 위한 방호재 설치 기법이 제시되었다. 이 기술은 실제 발파해체시 성공적으로 적용되 었다.
본 연구에서는 항공우주, 유도탄, 자동화 산업에 널리 적용되는 금속복합화약 ZPP(Zirconium Potassium Perchlorate)의 제조공정 과 특성평가를 고찰하였다. 기본적으로 PMD에 사용되는 고체 점화제는 금속연료와 산화제 그리고 유기 고분자물질(결합재)로 구성되며, 이들 원료들을 균질하게 혼합하기 위하여 precipitation process를 사용하였다. 원료 물질의 특성 및 열적 반응 해석을 통한 최적 조성비를 설계하였으며, 이들의 입도, 형상, 열량 분석 등의 특성 평가를 수행하여 결과를 비교하였다.
지하수로 포화된 암반내의 공동을 굴착하면 공동 주위에서 응력의 재분배로 인하여 초기 공극수압의 변화가 발생한다. 이러한 공극수압의 변화는 다시 암반의 역학적 거동에 영향을 미치게 된다. 그러므로 공동 주변 암반에서 굴착으로 인해 형성된 공극수압이 소산과정에서 암반의 거동은 공극수압의 변화를 고려하지 않은 해석과 차이를 보이게 된다. 이 연구에서는 굴착직후 짧은 시간 동안에서 공동주변에서 발생하는 응력재분포와 공극수압변화 양상을 수치해석적으로 검토하였다. 공극수압을 고려하지 않는 탄성해석과는 달리 굴착직후 짧은 시간동안에는 공동 벽면의 직후방에서 최대접선응력이 형성되고 있음을 확인할 수 있었다.
일반적으로 국내 석회석 광산에서의 발파는 20ms나 25ms 시차를 가지는 지발발파로 시행되어지고 있다. 국외에서는 전자뇌관을 사용하여 암반의 지질학적인 특성에 따라 지발 시차를 사용자의 현장에 따라 선정하여, 주변 보안 물건에 따른 진동 및 소음을 경감하면서, 1회 발파의 생산량을 증대할 수 있으며, 2차 파쇄 비용 및 적재비용을 절감하는 최적의 시차를 적용하여 발파 규모를 줄이지 않는 발파패턴을 적용하고 있다. 본 연구는 해외에서 사용되고 있는 전자뇌관을 국내 현장 석회석 광산(단양)에 적용함으로 최적지연시차를 찾아내는 방법과 초시의 오차에 따른 문제점과 향후 국내 적용성을 판단하고자 하였다. 대규모 석회석 광산을 대상으로 최적시차를 판단하고자 동일 패턴에서 시차를 6ms ~ 30ms로 시험발파를 시행하여 4가지 요소 발파진동속도, 주 주파수특성, 파쇄입도, 암석 이동 및 버력의 상태를 분석하여 각 시차에 따른 배점을 두어, 당 현장에 요구되는 개별 가중치를 선정하여 분석하였다. 분석 결과 당 현장에서의 발파결과에 따른 요소별 가중치를 발파진동속도(20), 주 주파수 특성(20), 파쇄입도(40), 암석 이동(10) 및 버력의 상태(10)로 하여 분석한 결과 15ms가 최적시차로 나타냈다. 향후 각 현장에 적합한 요소별 가중치를 선정하여 현장별 최적시차를 도출한다면 최적의 발파효과를 있을 것으로 판단된다.
본 논문은 산업 안전 환경의 한 예인 화약류를 위한 멀티미디어 협동 작업 환경에서 오류 제어에 대해서 제안하였다. 이 시스템은 멀티미디어 컴퓨터 협력 작업을 위한 소프트웨어 오류 감지에 적합하다. 이것은 세션의 진행 과정 중 세션의 미디어 서비스 인스턴스가 비정상적으로 종료되는 경우에 세션의 진행을 중단할 수 있지만 허용하는 한 미디어 서비스 인스턴스를 재 활성화 시켜 사용자에 대한 보호를 하기 위하여 신속한 오류 감지 처리가 필요하다. 본 논문은 산업 안전 환경의 한 예인 화약류를 위한 멀티미디어 협동 작업 환경에서 기존 방법과 제안한 환경에서의 비교를 통하여 오류 감지 시스템의 성능 분석을 설명한다.
강 부재와 콘크리트 부재에 대한 외부장약 발파시 전색의 효과를 확인하기 위하여 전색캡과 우레탄폼, 모래 주머니 및 점토의 전색재를 실험하였다. 실험결과로 전색캡과 우레탄 폼, 모래 주머니는 전색효과를 기대할 수 없었으나 점토전색의 경우 부재의 완전 절단에 필요한 장약량에 대해 20%의 장약절감 효과를 확인할 수 있었다. 실험의 결과로 볼 때 표준장약식에 의한 장약량 산정법이 다소 보수적인 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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