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제목 발파진동과 지진




1. 발파진동과 지진동 발생특성

지진에 의한 진동피해의 경우 그 정도를 보통 가속도로 표시하고 있으나, 발파진동에 의한 구조물의 피해정도는 진동속도에 비례하기

때문에 세계 각국에서는 대부분 발파 진동의 규제기준을 진동속도의 최대치로 정하고 있다. 발파진동은 지진 진동에 비하여 지속시간이 짧고, 주파수범위도 수십에서 수백Hz인 관계로 감쇠가 쉽게 일어나며, 파형이 비교적 단순하고 P파의 진폭이 S파에 비해 매우 크지만 자연지진은 대부분 S파의 진폭이 더 크거나 비슷하고, 에너지 방출 시간이 상대적으로 길기 때문에 파형 역시 매우 복잡한 형태로 나타나며 초저주파로 전달과정에서 에너지 감소가 작아 멀리까지 전파된다. 급격한 지각변동으로 생기는 자연지진은 압축력과 평창력이 모두 작용하는 반면 폭발이나 핵실험 등으로 인공지진은 압축력만 작용 하고 지진은 진원의 깊이가 보통 10 ~ 15m 정도지만 인공지진은 거의 지표면 근처에서 발생하는데 자연지진과 인공지진의 이런 차 이는 에너지가 발생하는 원인과 전달 방향이 다르기 때문이다. 리히터 규모 3.5이하의 지진은 지진계로는 감지되나 인간은 느낄 수 없으며, 지진은 지각판의 충돌에 의해 막대한 에너지를 방출하게 되는데 크기 정도를 TNT 폭발량으로 환산하여 간단히 그 규모를 집작할 수 있는데 리히터 규모 3.0은 TNT 32,000kg이 동시에 폭발

하는 에너지량으로 표현되며 규모가 1 증가시 에너지는 32배 증가한다. 반면에 천공내 폭약이 폭발하면 폭발에너지의 대부분은 암석을 깨뜨리는데 소비되고 이중 0.5~20% 정도가 지반진동으로 전파되는

데 진동의 크기는 동시에 폭발되는 폭약량(=지발당 장약량)이 결정하며, 대발파의 경우 수십 kg 이내로 지진에너지의 수천~수만튼 의 1에 해당되는 아주 작은 에너지를 방출한다. 따라서, TNT 1.000Ton의 폭발력에 상응하는 에너지를 가지는 리히터 규모 5.5는 이상의 지진은 건물에 피하를 유발하기도 하는데 발다는 보호대상물에 대한 진동 허용기준 준수시 피해가 발생하지 않는다.

<표> 발파진동과 지진의 발생특성 비교표









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2. 지진의 크기와 피해정도

지진의 강도를 나타낼 때 규모와 진도의 두가지 방식으로 나타내는데 규모(Magnitude)란 지진발생시 그 자체의 크기를 정량적으로 나타내는 양으로서 진동에너지에 해당하며, 관측에 의하여 계산된 객관적 지수로 지진계에 기록된 지진파의 진폭과 발생지점까지의 진앙거리를 이용하여 계산한다. (Richter규모). 진도 (Seismic intensity)는 어떤 장소에 나타난 지진동의 세기를 사람의 느낌이나 주변의 물체 또는 구조물의 흔들림 정도를 수치로 표현한 것으로 일본 기상청계급 (JMA Scale)을 주로 사용한다.

1) JMA 진도계(일본 기상청)





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* 최대진등가속도나 가속도레벨 수치는 추정방법에 따라 다를 수 있다.

2) 미국의 MM scale(Modified Mercalli scale : 1931, 1956)












※ 2001년 1월 1일부터는 미국에서 시작되어 여러 나라가 사용중에 있다.

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3) 리히터 규모별 피해정도와 발생 빈도











4) 지진의 규모와 생성에너지

지진 발생시 생성되는 에너지 크기 정도를 TNT 폭발량으로 환산하여 간단히 그 규모를 집작할 수 있다. 발파는 공당 수kg 이내의 적 | 은 약량으로 작업이 진행되므로 핵폭발이나 지진보다 진폭의 크기나 에너지강도가 엄청 작으며 지속시간도 1초이내로 짧기 때문에

건축물이나 기타 구조물에 미치는 영향정도는 대단히 낮다.








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5) 규모와 수정 메르칼리 진도(MMID/일본기상청 (JMA)진도

기상청에서 제시하는 지진의 규모와 메르칼리진도, 일본기상청 진동와의 비교표입니다. 규모가 3.0이상이 되어야 일반적인 사람들이 느끼기 시작하고 이를 진동속도로 환산시 주파수에 따라 달라질수 있으나 약 0.2cm/s 정도의 수즌이 됩니다.






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