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화약발파 update

Explosives and Blasting

  • : 대한화약발파공학회
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  • : 1229-9073
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수록정보
수록범위 : 2권1호(1974)~38권4호(2020) |수록논문 수 : 809
화약발파
38권4호(2020년 12월) 수록논문
최근 권호 논문
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KCI후보

1혼합 가스폭발이 지하구조물 안정성에 미치는 영향 평가

저자 : 김민주 ( Minju Kim ) , 권상기 ( Sangki Kwon )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 1-15 (15 pages)

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국내의 지하공간 활용이 증가함에 따라 지하에 매설되어 있는 가스관과 같은 시설물에서의 폭발 사고가 꾸준히 발생하고 있다. 인구밀도가 높은 도심지에서는 개별의 폭발 사고가 복합적인 큰 사고로 확산될 가능성이 존재한다. 따라서, 도심지에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 미치는 영향을 평가하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 터널과 인접한 곳에서의 폭발이 지하구조물의 안정성에 영향력을 미치는 요인들의 영향을 파악하기 위하여 폭발 조건과 암반의 물성을 포함한 8개 인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. AUTODYN을 이용한 민감도 분석을 통해 각 인자들의 주영향과 교호작용효과를 분석하였다. 분석 결과, 폭발지점과 지하구조물 사이의 거리, 폭약량, 암석의 탄성계수가 터널 주변 응력성분에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.


With the increase of the utilization of underground space in Korea, explosion accidents at the underground facilities such as gas pipes have occurred frequently. In urban area with high population density, individual explosion accidents are likely to spread into large complex accidents. It is necessary to investigate the effect of explosion on the stability of underground structures in urban area. In this study, a sensitivity analysis was carried out to investigate the possible influence of nearby explosion on the stability of underground structure with 8 parameters including explosion conditions and rock properties. From the sensitivity analysis using AUTODYN, the main and interaction effects of each parameters could be determined. From the analysis, it was found that the distance between explosion point and tunnel, charge weight, and Young's modulus are the most important parameters on the stress components around a tunnel.

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2터널 발파 진동 저감을 위한 대구경 무장약공 천공 장비의 최적 세팅조건 산정을 위한 딥러닝 적용에 관한 연구

저자 : 김민성 ( Min-seong Kim ) , 이제겸 ( Je-kyum Lee ) , 최요현 ( Yo-hyun Choi ) , 김선홍 ( Seon-hong Kim ) , 정건웅 ( Keon-woong Jeong ) , 김기림 ( Ki-lim Kim ) , 이승원 ( Sean Seungwon Lee )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 16-25 (10 pages)

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터널 발파 굴착 시 발생되는 진동을 저감시키기 위해 사용되는 MSP(Multi-setting smart-investigation of the ground and pre-large hole boring method) 공법은 1회 천공 시 수평방향으로 50m에 달하는 장거리를 천공하기 때문에 고 중량 해머비트와 롯드의 일방향 회전으로 롯드의 처짐과 우향 현상이 동반된다. 이는 전문가의 경험과 시공 이력을 바탕으로 가변적인 세팅을 통해 일부 보정되고 있다. 그러나 암반 특성, 장비 상태, 경험 부족 등은 목표 지점으로부터 천공 오차를 발생시키는 원인이 되며, 큰 이격 오차 발생 시 재시공으로 인한 공기 증가와 경제적 손실이 발생된다. 본 연구에서는 딥러닝을 활용하여 상황별 천공 장비의 최적 세팅조건 산정 모델을 개발하였으며, 학습 과정에서 발생 가능한 과적합 문제를 방지하기 위해 dropout, early stopping, pre-training 기법들을 사용하여 향상된 결과를 도출하였다. 본 연구를 통해 대구경 천공 장비의 상황별 초기세팅 산정 모델 개발의 높은 가능성을 확인했으며, 지속적인 데이터 수집과 다양한 인자들의 추가 학습을 통해 최적화된 세팅 가이드라인을 개발할 수 있을 것으로 기대된다.


Multi-setting smart-investigation of the ground and large uncharged hole boring (MSP) method to reduce the blast-induced vibration in a tunnel excavation is carried out over 50m of long-distance boring in a horizontal direction and thus has been accompanied by deviations in boring alignment because of the heavy and one-directional rotation of the rod. Therefore, the deviation has been adjusted through the boring machine's variable setting rely on the previous construction records and expert's experience. However, the geological characteristics, machine conditions, and inexperienced workers have caused significant deviation from the target alignment. The excessive deviation from the boring target may cause a delay in the construction schedule and economic losses. A deep learning-based prediction model has been developed to discover an ideal initial setting of the MSP machine. Dropout, early stopping, pre-training techniques have been employed to prevent overfitting in the training phase and, significantly improved the prediction results. These results showed the high possibility of developing the model to suggest the boring machine's optimum initial setting. We expect that optimized setting guidelines can be further developed through the continuous addition of the data and the additional consideration of the other factors.

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3터널 내 폭발에 의한 지표 변위에 관한 수치해석적 연구

저자 : 박훈 ( Hoon Park )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 26-36 (11 pages)

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지하공간의 이용범위 확장 및 활용이 증가함에 따라 테러리스트들에 의한 지하 내부 폭발의 발생 가능성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 심도 50m의 심도에 굴착된 원형 터널을 모델링한 후, 터널의 내부에 폭발하중을 가하였다. 폭발하중은 ATF(Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms)에서 제시하는 6종류의 운반용 차량에 대한 최대 폭약량의 폭발하중을 산정하였다. 원형 터널 주변 지반은 국내 터널 설계에서 제시하는 지보패턴에 따른 3종류의 암반등급을 선정하였다. 비선형 동적해석을 수행하여 폭발하중과 지반 특성을 매개변수로 지표 변위를 분석하여 지상 구조물의 영향에 대해 평가하였다. 해석결과, 1등급암에 대해서는 지반의 융기에 대한 영향을 고려해야 하며, 2등급암과 3등급암은 부등침하에 대한 영향을 고려해야 한다. 특히, 3등급암은 40m 이내의 지상 구조물에 대해서는 정밀 분석이 요구된다. 또한 지표 변위는 탄성계수에 의한 영향이 주요인인 것으로 판단된다.


With the increase of expansion and use of the underground space, the possibility of an underground explosion by terrorists is increasing. In this study, after modeling a circular tunnel excavated at a depth of 50m, an explosion load was applied to the inside of the tunnel. As for the explosion load, the explosion load of the maximum explosive amount for six types of vehicle booms proposed by ATF (Bureau of Alcohol, Tobacco, and Firearms) was calculated. For the rock mass around the circular tunnel, three types of rock grades were selected according to the support pattern suggested in the domestic tunnel design. Nonlinear dynamic analysis was performed to evaluate the influence of the ground structure by examining the surface displacement using the explosion load and rock mass characteristics as parameters. As a result of the analysis, for grade 1 rock, the influence on the uplift of the surface should be considered, and for grade 2 and 3 rocks, the influence on a differential settlement should be considered. In particular, for grade 3 rocks, detailed analysis is required for ground-structure interaction within 40m. Also, it is considered that the influence of Young's modulus is the main factor for the surface displacement.

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4벌크 에멀젼 폭약과 비전기뇌관을 이용한 부산신항 토도 제거 수중발파

저자 : 안봉도 ( Bong-do An ) , 김갑수 ( Gab-soo Kim ) , 이수형 ( Soo-hyung Lee ) , 정병열 ( Byung-youl Jung ) , 임대규 ( Dae-kyu Lim )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 37-45 (9 pages)

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토도는 부산신항 앞바다에 위치한 무인도였다. 이 섬은 해발 32 m 높이의 작은 섬으로서 물속에 잠긴 부분을 포함한 총면적은 24,400 이었다. 그런데 불행하게도 이 섬은 부산신항의 북 컨테이너 부두와 남 컨테이너 부두로 들어가는 좁은 입구에 위치해 부두를 드나드는 수많은 선박들이 섬을 피해 운항하느라 급선회하면서 다른 선박이나 크레인과 자주 충돌하는 사고의 원인이 되어 왔다. 이와 같은 위험을 없애고, 해로를 더 넓고 깊게 만들기 위하여 해양수산부 당국은 토도를 제거하기로 결정하였다. 토도가 제거되면 부산신항 입구를 운항하는 대형 선박들의 안전이 확보될 것이고, 이는 부산신항의 경쟁력을 한층 높일 것으로 기대되었다. 이 논문에서는 토도 제거의 전체 과정을 상세하게 소개한다. 토도 제거작업은 국내 최초로 벌크 에멀젼 폭약과 비전기뇌관을 적용하여 성공적으로 수중발파를 완수한 최초의 사례이기도 하다.


Todo was an uninhabited island located in the sea of Pusan Newport. It was a small island with the height of 32 m above sea level, and its area including the submerged part was approximately 24,400 ㎡. Unfortunately, the island was located exactly in the middle of the narrow entrance way to the North and South Container Wharfs of Pusan Newport so that a number of ships had to turn quickly to avoid collision with the island, which frequently caused collisions with other ships or cranes. To avoid such a danger and make the water way wider and deeper, the Ministry of Oceans and Fisheries decided to remove the island. This was believed to make even super-large vessels operate safely in the sea of Pusan Newport so that the competitiveness of the port could be highly enhanced. This paper describes in detail the whole process of the removing work, which was the first case of successful underwater blasting operation using bulk emulsion explosives and non-electric detonators to remove a whole island in South Korea.

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5수중 불분리성 그라우트 개발 기술 동향

저자 : Khaqan Baluch , 김정규 ( Jung-gyu Kim ) , 김종관 ( Jong-gwan Kim ) , 유지윤 ( Ji-yun Yu ) , 양형식 ( Hyung-sik Yang )

발행기관 : 대한화약발파공학회 간행물 : 화약발파 38권 4호 발행 연도 : 2020 페이지 : pp. 46-52 (7 pages)

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수중 불분리성 그라우트는 수중 현장에 광범위하게 사용된다. 그러나 접합강도, 펌프 능력 및 강도 손실과 같은 주요 문제점이 여전히 존재한다. 본 연구에서는 자기충전, 비파괴 방지 그라우트 연구에 기초하여 이 분야의 현황을 파악하기 위해 수중 시공 및 카르스트 공동 실링에 관한 연구 동향에 대해 검토하였다. 그라우트를 수중에 사용할 경우, 공기 중에서 시공하는 것에 비해 강도와 접합강도가 손실될 것이다. 이를 방지하기 위해 고점도의 그라우트를 통해 카르스트 공동을 실링하고 있지만, 대심도에서는 그라우트의 펌핑 능력에 심각한 문제를 발생시키므로 기존의 수중 불분리성 그라우트와 콘크리트는 대심도 환경에 적합하지 않음을 의미한다.


Although anti-washout grouts are used extensively in underwater targets, major constraints continue to be associated with their use. These include poor bonding strength, poor pumpability, and loss of high strength in everyday engineering applications. In this study, based on the literature pertaining to self-compacted, non-dispersive, anti-washout grouts, a review of research trends in anti-washout grouts for underwater construction and sealing of karst cavities was carried out in order to determine the problems faced in this field. Grouts used under water suffer a loss of strength and bonding strength in comparison to grouts cast in air. Researchers are designing high-viscosity grouts to overcome the inrush of water and seal karst cavities; however, in doing so, they have inadvertently caused serious problems pertaining to the pumpability of these grouts and concretes in deep target locations. Thus, the majority of the anti-washout grouts and concretes that have been developed are not applicable to deep target environments, instead being suitable for only near-surface targets.

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