2002년 수행된 실험 및 유한요소해석(FEA)을 통해, 두께 3.2mm의 파형강판을 조립하여 형성한 직경 1m 원형 구조체 상부에 155mm 포탄(TNT 15 lbs)을 폭발시킨 결과, 천장부가 하향 변형되는 거동이 확인되었습니다. 반면, 동일 조건에서 두께 400mm의 콘크리트 구조체는 대규모 균열이 발생하고, 후면 파괴(backside rupture)로 인한 파편 비산이 발생하여 내부 인원 및 장비에 심각한 손상을 초래할 수 있습니다.

결론적으로, 파형강판은 판 두께는 얇지만 일정한 골형(corrugation) 프로파일로 가공되며, 구조 단면이 원형 또는 아치형으로 형성됩니다. 따라서 적절한 복토 조건이 확보될 경우, 콘크리트 구조물보다 우수한 방호 성능을 발휘할 수 있습니다.

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군 보호 구조물의 경우, 폭탄이 구조물을 관통하여 내부에서 폭발하는 상황까지 가정하여 설계되는 경우도 있습니다. 특히 핵심 시설의 경우 직접 관통을 전제로 설계되기도 합니다. 그러나 대부분의 일반 군사 시설은 경제성을 고려하여 근접 폭발(Near-end explosion)에 대한 방호를 기준으로 설계됩니다.

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지표면에서 폭발이 발생할 경우, 폭풍파(blast wave)와 파편이 발생합니다. 이 중 일반적으로 정량적 예측이 가능한 폭풍파를 주요 설계 변수로 사용합니다. 폭풍 효과는 “폭발 과압(Blast overpressure)”과 “충격량(Impulse)”으로 구분되며, 상황에 따라 이 중 하나를 설계 기준으로 적용합니다.

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반면, 지중 폭발이 발생할 경우 폭발 깊이에 따라 “크레이터(Crater)”가 형성되며, 폭풍 효과보다 “지반 충격(Ground shock)”이 지배적인 하중으로 작용하여 구조물에 영향을 미칩니다. 동일한 폭발 거리 조건에서도 “탬핑 효과(Tamping effect)”로 인해 지중 폭발이 구조물에 미치는 영향은 더 크게 나타날 수 있습니다.

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파형강판 ECM은 콘크리트 ECM 대비 두꺼운 복토를 경제적으로 시공할 수 있다는 장점을 갖습니다. 따라서 지표 폭발이든 지중 폭발이든 구조물에 전달되는 주요 하중은 “지반 충격(Ground shock)”이 되며, 이에 따라 폭발 하중에 대한 구조물의 저항 거동을 고려하여 지반 충격 하중을 중심으로 설계하는 것이 중요합니다.