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논문 상세정보

실측진동파형을 이용한 비탈면 발파진동 해석 사례

A Case Study on the Blasting Analysis of Slope Using Monitored Vibration Waveform

초록

화약을 이용한 지반굴착은 진동 및 소음 등의 공해가 필연적으로 수반되기 때문에 민원발생 및 주변 구조물에 영향을 미칠 수 있다. 특히, 발파작업 구간 부근에 지장물이 위치하게 되는 경우, 발파진동에 대한 안정성 평가는 매우 중요한 항목이 된다 발파진동안정성 평가 시 기존에는 시험발파를 통하여 대상지역의 발파진동식을 추정하고, 거리 및 장약량을 고려한 단순평가법이 많이 사용되어 왔으나, 이는 대상지역의 지형 및 지반조건을 현실적으로 고려하지 못한 방법이다 이를 보완하기 위해 최근에는 대상지역의 지형 및 지반조건을 연속체 또는 불연속체로 모사한 동적수치해석법이 적용되고 있다. 일반적으로 터널이나 비탈면 발파진동 수치해석시에는 다수의 발파공 모델링이 현실적으로 거의 불가능하여, 단일발파공, 특히 심발공에서 추정된 발파압력을 최종 굴착면에서의 등가압력으로 환산하여 발파하중으로 적용하게 된다. 이와 같은 이론적인 계산식이나 경험식에 의해 추정된 발파압력을 이용한 방법은 단일 발파공에서의 폭발압력에 대해 연구된 결과로서, 폭발상태를 이상적인 것으로 가정하고 폭발에너지를 구하게 된다. 따라서, 최종 굴착면에 적용된 등가압력은 지반조건을 고려하지 못하여 동일한 단면 및 발파조건에서는 동일한 발파하중이 산정된다. 즉, 기존의 발파하중 산정법은 대상지역의 지반조건을 고려하지 못하여, 해석결과의 신뢰도를 저하시키는 원인이 된다. 본 사례연구에서는 발파하중 산정 및 해석결과의 신뢰도를 제고하기 위하여, 대상지역의 시험발파시 획득된 실측진동파형을 이용한 발파하중 산정법을 통하여 비탈면 발파굴착시 주변 지장물의 안정성 평가를 수행하였다.

Abstract

Excavation by explosives blasting necessarily involves noise and vibration, which is highly prone to face claims on the environmental and structural aspects from the neighbors. When the blasting carried out in the vicinity of a structure, the effect of blasting vibration on the stability of the structure should be carefully evaluated. In the conventional method of evaluation, an equation for blast vibration is obtained from test blasting which is later used to determine the amount of charge. This method, however, has limitations in use since it does not consider topography and change in ground conditions. In order to overcome the limitations, dynamic numerical analysis is recently used in continuum or discontinuous models, where the topography and the ground conditions can be exactly implemented. In the numerical analysis for tunnels and rock slopes, it is very uncommon to simulate multi-hole blasting. A single-hole blasting pressure is estimated and the equivalent overall pressure at the excavation face is used. This approach based on an ideal case usually does not consider the ground conditions. And this consequently results in errors in calculation. In this presentation of a case study, a new approach of using blast waves obtained in the test blast is proposed. The approach was carried out in order to improve the accuracy in calculating blasting pressure. The stability of a structure in the vicinity of a slope blasting was examined using the newly proposed method.

저자의 다른 논문

참고문헌 (8)

  1. 김재극, 1999, 산업화약과 발파공학, 서울대학교 출판부, 서울, pp. 375-383 
  2. 최준성, 이진무, 조만섭, 2006, 역해석기법을 통한 발파하중 산정 및 수치해석을 이용한 구조물의 진동영향평가, 터널과 지하공간(한국암반공학회지), Vol 16, No.3, pp. 232-240 
  3. Starfield, A.M. and J.M. Pugliese, 1968, Compression waves generated in rock by cylindrical explosive charges : A comparison between a computer model and field measurements, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science & Geomechanics Abstracts, Vol. 5, pp. 65-77 
  4. National Highway Institute, 1991, U.S. government printing office, Rock blasting and overbreak control, 5p 
  5. 건설교통부, 2003, 암발파 설계요령, 건설교통부 
  6. 최성웅, 박의섭, 선우춘, 정소걸, 2004, 실측진동파형을 이용한 발파 동해석 기법에 관한 연구, 터널과 지하공간(한국암반공학회지), Vol. 14, No.2, pp. 108-120 
  7. Duvall, W.I., 1953, Strain-wave shapes in rock near explosions, Geophysics, Vol. 18, Issue 2, pp. 310-323 
  8. 윤철헌, 1998, 화약 발파해설, 구미서관, 서울, pp. 385-386 

이 논문을 인용한 문헌 (2)

  1. Park, Ji-Woo ; Kang, Choo-Won ; Go, Jin-Seok ; Jang, Ho-Min 2008. "A Study on the Blasting Dynamic Analysis Using Superposition Modeling Data" 터널과 지하공간: 한국암반공학회지 = Tunnel and underground space, 18(4): 280~288 
  2. Jeon, Sang-Soo ; Jang, Yang-Won 2009. "Numerical Analysis of Concrete Lining and Rockbolt Behavior of the Tunnel Associated with Blast-induced Vibration" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 9(5): 69~78 

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