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2025
터널 내 차량폭발 상황에서 풍도 슬래브 손상도 평가를 위한 수치해석적 연구 Numerical analysis study on damage assessment of duct slabs under vehicle explosion scenarios in tunnel
사단법인 한국터널지하공간학회
김민성 외 2명
논문정보
Publisher
한국터널지하공간학회 논문집
Issue Date
2025-03-31
Keywords
-
Citation
-
Source
-
Journal Title
-
Volume
27
Number
2
Start Page
101
End Page
114
DOI
ISSN
22338292
Abstract
본 연구는 터널 내에서 발생할 수 있는 차량 폭발 상황을 가정하여, 풍도 슬래브 존재 시 차량 폭발에 따른 슬래브 손상도를 평가하기 위해 수치해석적 기법을 활용하였다. 터널 내 폭발 상황을 해석하기 위해 ANSYS LS-DYNA 프로그램을 활용 하였으며, Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) 기법과 Riedel-Hiermaier-Thoma (RHT) 재료 모델, Jones-Wilkins-Lee (JWL) 상태방정식 등을 적용하여 차량 폭발에 따른 풍도 슬래브의 손상 특성을 평가하였다. 폭발 규모 산정을 위해 총 5가지 차종 분류에 따른 이론적 TNT 등가량을 산정하였으며, 이를 기반으로 폭발 충격을 모델링하였고, 터널 풍도 슬래브의 손상 메커니즘과 손상도를 분석하였다. 또한, 슬래브 손상도와 구조적 안정성을 종합적으로 평가하여 폭발로 인한 구조물 피해를 각 차량 유형별로 확인하였다. 해석 결과, 폭발 충격량과 슬래브 손상도는 차량 유형 및 TNT 등가량에 따라 큰 차이를 보였으며, 특히 슬래브 손상도는 차량 폭발 규모에 따라 비선형적으로 증가하는 경향을 확인하였다. 이러한 결과는 터널 풍도 슬래브 구조물의 방폭 설계 기준 수립 및 구조적 안전성 향상을 위한 기초 자료로 활용될 수 있다. 본 연구는 터널 내 폭발 상황에 대한 수치해석적 접근을 통해 구조물 방호 성능 평가의 새로운 방향을 제시하며, 향후 폭발 방호 설계의 발전에 기여할 것으로 기대된다.

저자 정보

이름 소속
김민성 에너지자원공학과