지반진동 규제기준에서 진동레벨과 진동속도의 상호관계에 대한 고찰 Consideration on the Relation between Vibration Level and Peak Particle Velocity in Regulation of Ground Vibration원문보기
국내에서 발파풍과 지반진동을 취급하는 유일한 법규가 바로 환경부의 소음진동관리법이다. 하지만 이 법규는 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있으므로 지반진동에 대한 안전기준을 dB(V) 단위의 진동레벨에 의해 규정하고 있다. 그러나 발파로 발생되는 지반진동은 충격진동에서 볼 수 있는 것과 같은 독특한 특성을 지니고 있으며, 그 지속시간도 기계류나 장비류, 시설물 등에서 발생하는 진동과 비교하여 매우 짧은 특성이 있다. 그러므로 발파작업에 대한 진동법규에서는 통상 구조물 손상에 대한 지반진동의 영향을 고려하여 안전기준을 최대입자속도(peak particle velocity; PPV)로 설정한다. 그럼에도 불구하고 진동파동의 주파수 스펙트럼에 대한 충분한 고려도 없이 PPV로부터 진동레벨(vibration level; VL)을 예측하거나 $m/kg^{1/2}$이나 $m/kg^{1/3}$ 단위의 환산거리에 따라 VL을 추정하려는 시도들이 있다. 이 시도들은 주로 발파공사 과정에서 소음진동관리법을 충족시키려는 목적으로 이루어지는 것으로 보인다. 그러나 원칙적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서는 속도나 가속도 피크치 사이에는 아무런 상관관계도 존재할 수 없다. 따라서 이러한 상관관계나 추정식의 유도작업은 반드시 동일하거나 매우 유사한 주파수 스펙트럼을 지니는 파동들에 한해서 수행되어야 한다.
국내에서 발파풍과 지반진동을 취급하는 유일한 법규가 바로 환경부의 소음진동관리법이다. 하지만 이 법규는 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있으므로 지반진동에 대한 안전기준을 dB(V) 단위의 진동레벨에 의해 규정하고 있다. 그러나 발파로 발생되는 지반진동은 충격진동에서 볼 수 있는 것과 같은 독특한 특성을 지니고 있으며, 그 지속시간도 기계류나 장비류, 시설물 등에서 발생하는 진동과 비교하여 매우 짧은 특성이 있다. 그러므로 발파작업에 대한 진동법규에서는 통상 구조물 손상에 대한 지반진동의 영향을 고려하여 안전기준을 최대입자속도(peak particle velocity; PPV)로 설정한다. 그럼에도 불구하고 진동파동의 주파수 스펙트럼에 대한 충분한 고려도 없이 PPV로부터 진동레벨(vibration level; VL)을 예측하거나 $m/kg^{1/2}$이나 $m/kg^{1/3}$ 단위의 환산거리에 따라 VL을 추정하려는 시도들이 있다. 이 시도들은 주로 발파공사 과정에서 소음진동관리법을 충족시키려는 목적으로 이루어지는 것으로 보인다. 그러나 원칙적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서는 속도나 가속도 피크치 사이에는 아무런 상관관계도 존재할 수 없다. 따라서 이러한 상관관계나 추정식의 유도작업은 반드시 동일하거나 매우 유사한 주파수 스펙트럼을 지니는 파동들에 한해서 수행되어야 한다.
The only law related to airblast and ground vibration control in Korea is the Noise and Vibration Control Act enforced by the Ministry of Environment. But this law mainly deals with the annoyance aspects of noises and vibrations in ordinary human life. Hence, the law defines the safety criteria of g...
The only law related to airblast and ground vibration control in Korea is the Noise and Vibration Control Act enforced by the Ministry of Environment. But this law mainly deals with the annoyance aspects of noises and vibrations in ordinary human life. Hence, the law defines the safety criteria of ground vibration as the vibration level (VL) of dB(V) unit. The ground vibrations produced from blasting, however, have the unique characteristics that can be shown in shock vibrations, and the duration is also very short compared to the vibrations from machinery, tools or facilities. Hence, vibration regulations for blasting operations usually define the safety criterion as the peak particle velocity (PPV) considering the effect of ground vibrations to structural damage. Notwithstanding, there are several attempts that predict VL from PPV or estimate VL based on the scaled distances (SD; in unit of $m/kg^{1/2}$ or $m/kg^{1/3}$) without considering their frequency spectra. It appears that these attempts are conducted mainly for the purpose of satisfying the law in blasting contracts. But, in principle there could no correlation between peaks of velocity and acceleration over entire frequency spectrum. Therefore, such correlations or estimations should be conducted only for the waves with the same or very similar frequency spectra.
The only law related to airblast and ground vibration control in Korea is the Noise and Vibration Control Act enforced by the Ministry of Environment. But this law mainly deals with the annoyance aspects of noises and vibrations in ordinary human life. Hence, the law defines the safety criteria of ground vibration as the vibration level (VL) of dB(V) unit. The ground vibrations produced from blasting, however, have the unique characteristics that can be shown in shock vibrations, and the duration is also very short compared to the vibrations from machinery, tools or facilities. Hence, vibration regulations for blasting operations usually define the safety criterion as the peak particle velocity (PPV) considering the effect of ground vibrations to structural damage. Notwithstanding, there are several attempts that predict VL from PPV or estimate VL based on the scaled distances (SD; in unit of $m/kg^{1/2}$ or $m/kg^{1/3}$) without considering their frequency spectra. It appears that these attempts are conducted mainly for the purpose of satisfying the law in blasting contracts. But, in principle there could no correlation between peaks of velocity and acceleration over entire frequency spectrum. Therefore, such correlations or estimations should be conducted only for the waves with the same or very similar frequency spectra.
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문제 정의
본 논문에서는 구조물에 대한 지반진동 규제기준의 수립 시에 고려해야 여러 가지 사항들 중에서 특히 지반진동 및 구조물의 주파수 문제를 살펴보고, 아울러 환경법에서 규정하고 있는 진동레벨과 전통적으로 지반진동의 규제기준으로 사용되는 진동속도의 차이점을 고찰함으로써 올바른 규제기준에 대한 잣대를 제안코자 하였다.
성능/효과
PPV와 VL 사이에는 근본적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서 아무런 인과관계가 없으므로 PPV-VL 추정식을 사용하기 위해서는 많은 실측자료들을 확보하고 충분한 스펙트럼 분석을 통해 다양한 주파수 스펙트럼별로 추정식을 도출하여야 신뢰성을 높일 수 있을 것이다. 그리고 PPV-VL 추정식에 의한 추정치는 어디까지나 통계처리 결과이므로 VL 추정치를 가지고 환경법규의 준수여부를 판단해서는 안 되며, 추정식은 현행 환경법 하에서 법규에 저촉되지 않는 발파설계를 하는 데 제한적으로 사용하는 것이 좋다. 그러나 충격성 및 단발성이라는 특성을 지니는 발파를 생활진동을 취급하는 현행 환경 법에 맞추어 설계한다는 것은 불합리하므로 발파의 특성에 맞는 새로운 지반진동 규제기준이 시급히 마련되어야 할 것이다.
새로운 지반진동 규제기준에서는 발파의 특성을 고려하여 사람의 안락기준보다는 지반진동이 구조물에 입힐 수 있는 물리적인 피해정도에 따라 규제기준을 정하는 것이 바람직할 것이다. 끝으로, 구조물의 손상은 ZCF와 연관된 PPV 수준과 인과관계가 높은 것으로 알려져 있으므로 구조물에 대한 새로운 지반진동 규제기준에서는 주파수대역별 PPV를 잣대로 사용하는 것이 바람직하다고 본다.
후속연구
지반진동이 구조물에 미치는 영향은 지반의 여기진동 주파수와 구조물의 고유주파수에 따라 달라지므로 새로운 지반진동 규제기준에서는 진동주파수에 대한 고려가 반드시 필요하다. PPV와 VL 사이에는 근본적으로 전체 주파수 스펙트럼 상에서 아무런 인과관계가 없으므로 PPV-VL 추정식을 사용하기 위해서는 많은 실측자료들을 확보하고 충분한 스펙트럼 분석을 통해 다양한 주파수 스펙트럼별로 추정식을 도출하여야 신뢰성을 높일 수 있을 것이다. 그리고 PPV-VL 추정식에 의한 추정치는 어디까지나 통계처리 결과이므로 VL 추정치를 가지고 환경법규의 준수여부를 판단해서는 안 되며, 추정식은 현행 환경법 하에서 법규에 저촉되지 않는 발파설계를 하는 데 제한적으로 사용하는 것이 좋다.
그리고 PPV-VL 추정식에 의한 추정치는 어디까지나 통계처리 결과이므로 VL 추정치를 가지고 환경법규의 준수여부를 판단해서는 안 되며, 추정식은 현행 환경법 하에서 법규에 저촉되지 않는 발파설계를 하는 데 제한적으로 사용하는 것이 좋다. 그러나 충격성 및 단발성이라는 특성을 지니는 발파를 생활진동을 취급하는 현행 환경 법에 맞추어 설계한다는 것은 불합리하므로 발파의 특성에 맞는 새로운 지반진동 규제기준이 시급히 마련되어야 할 것이다. 새로운 지반진동 규제기준에서는 발파의 특성을 고려하여 사람의 안락기준보다는 지반진동이 구조물에 입힐 수 있는 물리적인 피해정도에 따라 규제기준을 정하는 것이 바람직할 것이다.
다만, 많은 실측자료와 충분한 스펙트럼 분석을 통해 다양한 주파수 스펙트럼별로 PPV-VL 추정식을 마련한다면 생활진동을 규제하는 현행 환경법 하에서 법규에 저촉되지 않는 발파설계를 하는 데는 제한적으로 이용할 수 있을 것이다. 그러나 충격성 및 일회성의 특성을 지니는 발파를 생활진동을 취급하는 현행 환경법에 맞추어 설계한다는 것은 매우 불합리하므로 발파로 인한 지반진동에 적합한 새로운 지반진동 규제기준이 시급히 마련되어야 할 것으로 판단된다.
법규의 준수여부에 대한 판단이 필요할 때는 반드시 진동레벨계로 실측한 값을 사용하여야 한다. 다만, 많은 실측자료와 충분한 스펙트럼 분석을 통해 다양한 주파수 스펙트럼별로 PPV-VL 추정식을 마련한다면 생활진동을 규제하는 현행 환경법 하에서 법규에 저촉되지 않는 발파설계를 하는 데는 제한적으로 이용할 수 있을 것이다. 그러나 충격성 및 일회성의 특성을 지니는 발파를 생활진동을 취급하는 현행 환경법에 맞추어 설계한다는 것은 매우 불합리하므로 발파로 인한 지반진동에 적합한 새로운 지반진동 규제기준이 시급히 마련되어야 할 것으로 판단된다.
그러나 충격성 및 단발성이라는 특성을 지니는 발파를 생활진동을 취급하는 현행 환경 법에 맞추어 설계한다는 것은 불합리하므로 발파의 특성에 맞는 새로운 지반진동 규제기준이 시급히 마련되어야 할 것이다. 새로운 지반진동 규제기준에서는 발파의 특성을 고려하여 사람의 안락기준보다는 지반진동이 구조물에 입힐 수 있는 물리적인 피해정도에 따라 규제기준을 정하는 것이 바람직할 것이다. 끝으로, 구조물의 손상은 ZCF와 연관된 PPV 수준과 인과관계가 높은 것으로 알려져 있으므로 구조물에 대한 새로운 지반진동 규제기준에서는 주파수대역별 PPV를 잣대로 사용하는 것이 바람직하다고 본다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발파로 발생되는 지반진동의 특징은 무엇인가?
하지만 이 법규는 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있으므로 지반진동에 대한 안전기준을 dB(V) 단위의 진동레벨에 의해 규정하고 있다. 그러나 발파로 발생되는 지반진동은 충격진동에서 볼 수 있는 것과 같은 독특한 특성을 지니고 있으며, 그 지속시간도 기계류나 장비류, 시설물 등에서 발생하는 진동과 비교하여 매우 짧은 특성이 있다. 그러므로 발파작업에 대한 진동법규에서는 통상 구조물 손상에 대한 지반진동의 영향을 고려하여 안전기준을 최대입자속도(peak particle velocity; PPV)로 설정한다.
환경부의 소음진동관리법의 특징은 무엇인가?
국내에서 발파풍과 지반진동을 취급하는 유일한 법규가 바로 환경부의 소음진동관리법이다. 하지만 이 법규는 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있으므로 지반진동에 대한 안전기준을 dB(V) 단위의 진동레벨에 의해 규정하고 있다. 그러나 발파로 발생되는 지반진동은 충격진동에서 볼 수 있는 것과 같은 독특한 특성을 지니고 있으며, 그 지속시간도 기계류나 장비류, 시설물 등에서 발생하는 진동과 비교하여 매우 짧은 특성이 있다.
국내에서 발파풍과 지반진동을 취급하는 유일한 법규는 무엇인가?
국내에서 발파풍과 지반진동을 취급하는 유일한 법규가 바로 환경부의 소음진동관리법이다. 하지만 이 법규는 생활소음과 생활진동을 주로 취급하고 있으므로 지반진동에 대한 안전기준을 dB(V) 단위의 진동레벨에 의해 규정하고 있다.
참고문헌 (19)
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