• 화약ㆍ발파
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• 제29권2호
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• pp.89-99
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• 2011

최근 제주도 개발을 위한 많은 토목공사가 실시되고 있다. 하지만 화산활동 과정에서 생성된 클링커층과 다공질 현무암이 불규칙하게 분포된 제주도 암반은 그 구조적 특성으로 인해 발파효율이 매우 낮아 공사에 큰 지장을 주고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 3지역에서 실시된 시험발파결과를 분석한 결과 효과적인 발파를 위한 비장약량은 0.40~0.45 $kg/m^3$이 되어야 할 것으로 판단할 수 있었다. 또한 굴착심도 내에 클링커층의 존재유무로 나누어 발파설계를 해야 할 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.229-238
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• 2006

암반터널굴착을 위한 발파시 이로 인한 암반의 최종 손상영역을 예측하는 것은 터널의 안전성을 위해 매우 중요하다. 그러나 복잡한 발파거동은 손상영역을 적절히 예측하는데 상당한 어려움이 있다. 이러한 어려움을 효과적으로 해결하기 위해 발파하중을 응력파와 가스압으로 분리한 많은 연구가 진행되었다. 응력파는 발파공 주위에 분쇄한(crushing annulus)과 파쇄균열대(fracture zone)를 형성시키며, 상당시간 지속되는 준정적인 가스는 파쇄균열대의 닫힌 균열내부에 침투하여 균열을 다시 진행시키는 역할을 하게 된다. 즉, 가스압은 최종적으로 암반에 손상을 가하는데 기여를 한다. 따라서 본 논문은 이러한 가스압에 의해 생성되는 균열의 최종 진행 길이를 예측함으로써 발파로 인한 최종 손상영역을 간단하게 예측할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 이를 위해 무한 탄성평면에서 발파공 주위에 대칭으로 형성되는 균열을 모델로 사용하였다. 이 모델에서 균열이 진행할 수 있는 조건과 가스의 질량이 일정하다는 두가지 조건을 사용하였다. 그 결과 응력집중계수는 균열이 진행할수록 감소하여 최종균열의 길이를 예측할 수 있었고, 그와 동시에 발파공에 작용하는 압력도 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한화약발파공학회:학술대회논문집
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• 대한화약발파공학회 2006년도 추계학술발표회 논문집
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• pp.153-166
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• 2006

종래의 발파진동의 분석은 주로 대상 지장물에 대한 피해한계를 정립시키고자 하는 관점에서 발파공에서 비교적 원거리의 진동특성을 이해하기 위해 수행되어져 왔으나, 최근의 추이는 발파공 주변 암반의 손상의 정도를 평가하고자 하는 관점에서 그 분석영역의 범위가 근거리 진동특성 연구분야로 확대되고 있는 실정이다. 특히, 터널 발파작업시 여굴의 발생, 암반사면의 안정성 검토 등의 목적으로 암반의 손상영역을 평가하는데 있어서, 기초자료로 활용하고자 많은 연구가 이루어지고 있다. 암반손상의 평가를 위한 손상권 예측방법에는 여러 가지가 있으나, 그 중에서 대부분이 발파진동속도에 근거하고 있으며, 평가를 위한 진동의 예측은 기존에는 원거리 진동특성을 이용하여 근거리 진동을 예측하는 방법으로 그 손상의 정도를 평가하였으나, 최근의 추세는 계측기의 발달로 수m 이내의 진동특성의 계측이 가능하게 되었다. 이와 관련하여 국외에서는 수차례의 실험결과가 여러 문헌에서 보고되고 있으나, 실험장비의 선택 및 측정방법의 어려움 등의 연유로 국내에서는 아직까지 실시되지 못하고 있는 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 실제 발파공 근접진동(near field vibration) 계측을 실시하고 그 결과를 분석하여 추후 지속적인 근거리 진동측정 방법 및 평가방법에 대한 기초자료를 제공하고자 하였으며, 무엇보다도 어떻게 계측할 것인가 하는 계측방법 및 그 계측결과의 분석방법에 대해 문제점 파악 및 향후 보완점에 대해 비중을 두어 수행하였다.

• 화약ㆍ발파
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• 제37권2호
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• pp.1-13
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• 2019

본 연구에서는 도심지 발파에서 형성되는 분할 단면의 변형을 확인하기 위해 Visual FEA 유한요소 프로그램으로 발파 단면을 모델링하여 발파 기폭 패턴에 따른 최대주변형률을 분석하였고, Visual FEA 유한요소 프로그램으로 분석된 분할 단면과 현장 발파로 형성된 분할 단면을 비교하였다. 결과적으로, 발파 기폭 패턴에 따라 분할 단면에서 최대주변형률의 차이를 나타냈고, 전산해석과 현장 발파에서 분할 단면이 유사한 파형 형태를 보이는 것으로 확인되었다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제30권6호
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• pp.551-564
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• 2022

Fragmenting the rock mass is considered as the most important work in open-pit mines. Ground vibration is the most hazardous issue of blasting which can cause critical damage to the surrounding structures. This paper focuses on developing an explicit model to predict the ground vibration through an multi objective evolutionary polynomial regression (MOGA-EPR). To this end, a database including 79 sets of data related to a quarry site in Malaysia were used. In addition, a gene expression programming (GEP) model and several empirical equations were employed to predict ground vibration, and their performances were then compared with the MOGA-EPR model using the mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), mean (𝜇), standard deviation of the mean (𝜎), coefficient of determination (R²) and a20-index. Comparing the results, it was found that the MOGA-EPR model predicted the ground vibration more precisely than the GEP model and the empirical equations, where the MOGA-EPR scored lower MAE and RMSE, 𝜇 and 𝜎 closer to the optimum value, and higher R² and a20-index. Accordingly, the proposed MOGA-EPR model can be introduced as a useful method to predict ground vibration and has the capacity to be generalized to predict other blasting effects.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권3호
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• pp.279-287
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• 2020

최근 지하형 탄약고에 대한 수요가 발생하고 사업이 구체화되고 있는 상황에서 지하형 탄약고에 대한 설계 방법의 부재가 상당한 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서 분석한 바와 같이 군 작전적 측면과 안전거리 기준 등의 안전 문제로 인해 민간에서 사용하는 일반적인 터널 설계 기준이나 지하형 탄약고에 대한 기존 연구결과들을 통해서는 제대로 된 지하형 탄약고를 구축할 수 없다. 따라서 실무자들이 지속적으로 순환되는 우리나라 군 및 관 특성상 표준화된 설계방법이 존재하지 않을 경우 지하형 탄약고의 설치는 상당히 지연될 수 밖에 없을 것이다. 이에 본 연구에서는 격실 설계, 격실 배치, 터널 및 출입구 설계, 공조설비 설계방법에 대해 고려해야할 사항들을 분석하고 전체적인 설계 프로세스를 정립하였다. 이를 토대로 설계 예시를 제공하였으며, 관련 전문가가 아니더라도 단계별로 설계를 따라 할 수 있도록 하였다. 지하형 탄약고는 세계적으로 시공사례가 많지 않다. 하지만 민·군 상생에 대한 국가 정책과 시장 추세를 비추어볼 때 지하형 탄약고에 대한 수요는 지속적으로 증가할 것으로 전망된다. 따라서 본 연구를 시작으로 지하형 탄약고에 대한 연구가 활성화되어 향후 대한민국이 기술 수출 등을 통해 세계 시장을 좌우할 수 있게 되기를 기대한다.

• 터널과지하공간
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• 제18권6호
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• pp.418-426
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• 2008

인도네시아 파시르탄광에서 적용되고 있는 전형적인 발파방법은 지표면을 유일한 자유면으로 하는 일자유면 노천발파 공법이다. 일반적으로 일자유면 발파방법은 자유면이 하나뿐이므로 구속이 커서 큰 지반진동을 일으키게 된다. 큰 지반진동은 다시 채광장의 경계를 이루는 사면의 안정성에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 이런 측면에서 발파로 인한 지반진동으로부터 파시르탄광의 채광장 사면과 폐석장의 안전을 확보할 수 있는 발파지침을 마련하기로 하였다 먼저, 파시르탄광에서 발파로 발생될 수 있는 지반진동 수준을 예측할 수 있는 예측식을 유도하였다. 다음으로, 채광장 사면과 폐석장의 폐석더미를 관리하기 위한 지반진동 허용수준을 PPV 측정치로 각각 120mm/s 및 60mm/s로 설정하였다. 도출된 예측식과 설정된 허용수준으로부터 현장에서 사용할 수 있는 안전발파를 위한 환산거리 조건식을 설정하였다. 설정된 환산거리 조건식은 채광장 사면과 폐석더미에 대해 각각 $D_s{geq}5$ 및 $D_s{geq}10$이다. 또한, 환산거리 조건식을 만족시킬 수 있도록 천공장 $3.3{sim}8.8m$에 대하여 몇 가지 표준발파패턴을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.1-10
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• 2021

본 연구는 성토구조체 현장실험을 통해 포항 지역의 제3기 이암을 도로 노체 재료로 활용하기 위한 가능성을 검토하는 제시하는 것이다. 이 이암은 신생대 제 3기층인 연암퇴적층에 분포하고 있는 미고결화 암석으로 슬레이킹, 팽윤 현상, 전단강도 저하와 같은 물리적 문제와 산성배수라는 화학적 문제가 발생한다. 여러 복합적 문제 해결하기 위해 실내 배합 시험을 진행하였으며 제 3기 이암(90%)과 복합슬래그(제강 70%, 고로 30%)와 중화·코팅제 처리의 최적 배합 조건을 도출했으며, 이를 실증하기 위해 실제 규모의 도로 성토구조체를 시공하여 구간별 현장 시험을 진행했다. 사전처리구간은 최적 배합 조건 설계로 인해 안정이 유지되는 반면, 무처리구간은 자연 풍화가 빠르게 진행되어 구조적 문제 발생이 우려되었으며, 가적치구간은 중화·코팅제 효과가 확인됨에 따라 임시 적치 시기에 적용 가능함을 확인했다.

• 터널과지하공간
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• 제28권6호
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• pp.528-546
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• 2018

국내외 터널공사에서 TBM의 적용사례가 지속적으로 증가하고 있으며, 특히 도심지터널과 하 해저터널의 시공에서 TBM 굴착 공법은 발파공법에 비해 여러 장점을 가지므로 우선적으로 고려되는 경우가 많다. 도심지와 하 해저 터널에서는 연약지반 혹은 특수지반을 조우할 가능성이 높으며, 이러한 지질특성으로 인한 지반보강과 지반개량을 필수적으로 고려하여야 한다. 터널공사에서 지반 보강 및 개량 공법으로 그라우팅 공법이 널리 활용되고 있다. TBM 공법이 가지는 고속굴진, 굴진안정성, 환경피해 최소화 등 장점을 극대화하기 위해서 특수지반 조우 시 지반조건에 적합한 그라우팅재료와 공법을 선정하는 것이 공사비와 공기의 증가를 줄이는데 매우 중요하다. 하지만 현재까지 국내에서는 특수지반에 대한 보강 체계가 정립되어 있지 않으므로 본 논문에서는 특수지반에서의 효율적인 시공을 위한 기초연구로서, 일반적인 암반 토사 지반조건 이외 특수지반에서 쉴드TBM 굴착 시 적용될 수 있는 그라우팅 공법에 대하여 고찰하였다. 또한 국내외에서 특수지반 쉴드TBM 시공사례로부터 지반조건에 따른 그라우팅 공법의 적용성을 분석하여 정리하였다. 향후 쉴드TBM을 적용한 터널 시공 시 지반조건에 따른 적합한 그라우팅 재료와 공법을 선정하는데 기초자료로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 화약ㆍ발파
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• 제39권1호
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• pp.10-21
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• 2021

암석이나 콘크리트와 같은 취성재료는 재료에 동하중이 가해질 때에는 큰 변형률속도 의존성을 보인다. 이는 취성재료의 역학적 성질이 하중속도에 따라 크게 변화할 수 있음을 의미한다. 이런 성질 때문에 취성재료의 변형률속도 의존성은 발파공학이나 암석동역학 문제를 풀 때 반드시 고려해야 할 중요한 사항들 중의 하나이다. 하지만 불행하게도 국내의 경우, 암석이나 여타의 취성재료들의 동적물성을 특성화하는 연구들은 아직 미진한 상태에 있다. 본 연구에서는 거창 화강암과 고강도 콘크리트 시편의 동적특성을 파악하기 위해 홉킨슨 압력봉을 이용하여 동적 인장시험을 실시하였다. 시험방법으로는 ISRM이 제안한 동적 압열시험과 박리시험을 채택하였다. 일반적으로, 고변형률속도 하에서는 후자의 방법이 더 우수한 것으로 알려져 있다. 이들 두 종류의 시험을 실시한 결과, 시편들의 동적 인장강도가 거의 비슷하게 나타났다. 하지만 저자들은 애초에 시험방법에 따라 측정강도가 상이할 것으로 예상했었다. 따라서 서로 다른 방법을 적용했음에도 측정 강도가 비슷하게 나타난 것은 오히려 시험과정에서 어떤 오류가 개입된 것으로도 볼 수 있으므로 후속연구를 통해 이 부분에 대해 상세조사를 수행할 예정이다.