[논문]계측자료를 이용한 중심코어형 석괴댐의 장기침하량 예측

이충원; 김용성

doi:10.14481/jkges.2014.15.11.21

계측자료를 이용한 중심코어형 석괴댐의 장기침하량 예측
Long-term Settlement Prediction of Center-cored Rockfill Dam using Measured Data 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.15 no.11, 2014년, pp.21 - 27

이충원 (Institute for Advanced Construction Materials, Kangwon National University) , 김용성 (Department of Regional Infrastructure Engineering, Kangwon National University)

초록
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본 연구에서는 37개의 CCRD에 대한 계측자료(46개 지점)를 통해 댐 축조단계에서 얻어지는 계측자료를 이용하여 담수 후 댐의 정부침하량 및 내부침하량 예측기법을 제안하였다. 전체 데이터에 대한 분석 결과, 담수 후 시간경과에 따라 정부침하량이 함께 증가함이 확인되었으며, 댐 코어의 재료를 조립질과 세립질의 2가지 유형으로 구분한 댐 높이와 시공 중 최대 내부침하량의 관계로부터 조립질 재료를 사용 시의 내부침하량이 다소 크게 평가되었다. 또한 내부침하량은 댐 높이에 비례하여 증가하였으며, 댐 코어로서 세립질 재료를 사용하는 경우의 정부침하량이 상대적으로 크게 평가되었다. 본 연구결과는 향후 CCRD의 설계, 시공, 장기적 유지관리를 위한 유용한 도구가 될 것으로 전망된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the prediction methods for the crest settlement after impounding and the maximum internal settlement during dam construction were proposed through the analysis on settlement data at 46 monitored points of 37 Center-Cored Rockfill Dams (CCRDs). Results from this analysis provided that the crest settlement increases with elapsed time, and from the relationship between the dam height and the maximum internal settlement during dam construction, it is confirmed that the internal settlement was largely evaluated when the coarse-grained material was used as the dam core. This internal settlement increased in proportion to the dam height. In addition, the crest settlement of the CCRD with the core compacted with fine-grained material was relatively large. It is expected that the results of this study would provide the practical tool for the design, construction and management of CCRDs.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

CCRD는 완공 후에 일반적으로 변형률은 감소하지만 수직, 수평 및 융기 등의 변형은 장기간 지속되며 그러한 변형은 댐 거동의 안정 여부를 암시하게 되고 댐의 안전관리에 중요한 평가항목이 된다. 따라서 건설 후의 변형 거동을 예측하고 이를 계측된 자료와 비교하는 방법을 통해 댐의 잠재적 문제점에 대한 평가 및 대책을 검토하게 된다.
본 연구에서는 37개의 CCRD에 대한 계측자료(46개 지점)를 통해 댐 축조단계에서 얻어지는 계측자료를 이용하여 담수 후 댐의 정부침하량 및 내부침하량 예측기법을 제안하였으며, 이를 통해 향후 국내 CCRD의 설계, 시공, 장기적 유지관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과물은 여성고 결정 등 댐의 설계･시공 및 계측관리의 신뢰도 증진 등 댐 유지관리 측면에서 댐 기술자에게 유용한 도구가 될 것으로 사료된다.

성능/효과

(1) 전체 계측자료를 담수 후 0년∼10년경과, 11년∼44년경과의 2가지 유형으로 구분한 댐 높이와 정부침하량의 관계로부터, 담수 후 시간경과에 따라 정부침하량이 함께 증가함을 확인할 수 있었다.
(2) 담수 후 0년∼10년경과, 11년∼44년경과 시의 내부침하량과 정부침하량의 관계에 대하여 선형회귀분석을 수행한 결과, 내부침하량이 동일하더라도 담수 후 시간 경과에 따라 정부침하량은 증가하는 경향을 확인할 수있었다.
(3) 전체 계측자료에 대해 댐 코어의 재료를 조립질과 세립질의 2가지 유형으로 구분한 댐 높이와 시공 중 최대 내부침하량의 관계로부터 댐 코어로서 조립질 재료를 사용 시의 내부침하량이 다소 크게 평가되며, 이는 조립질 재료가 상대적으로 밀도가 크고 다짐시공이 용이하여 전체 침하량 중 즉시침하량이 차지하는 비율이 큰 특성에 기인하는 것으로 보인다.
(4) 댐 코어의 재료가 조립질 및 세립질인 경우에 대하여 내부침하량과 정부침하량의 관계를 도시하고 선형회귀 분석을 수행한 결과, 댐 코어로서 세립질 재료를 사용하는 경우의 정부침하량이 크게 나타나는 것으로 확인되 었으며, 이는 세립질 재료의 상대적 저투수성 및 입자 재배열 영향 등으로 인해 장기침하량이 큰 특성에 기인하는 것으로 사료된다.
는 각각 댐 코어의 재료가 조립질 및 세립질인 경우의 정부침하량(m), x는 시공 중 최대 내부침하량 (m)이다. 본 결과들로부터 댐 코어로서 세립질 재료를 사용 하는 경우의 정부침하량이 크게 나타나는 것으로 확인되며, 이는 세립질 재료의 상대적 저투수성 및 입자 재배열 영향 등으로 인해 장기침하량이 큰 특성에 기인하는 것으로 사료 된다.
는 각각 담수 후 0년∼10년 및 11년∼44년경과 시의 정부침하량(m), x는 시공 중 최대 내부침하량 (m)이다. 본 결과로부터 내부침하량이 동일하더라도 담수후 시간경과에 따라 정부침하량은 증가하는 경향을 확인할수 있다.
는 각각 댐 코어에 대해 조립질 및 세립질 재료를 사용 시의 시공 중 최대 내부침하량(m), x는 댐의 높이(m)이다. 본 결과로부터 댐 코어로서 조립질 재료를 사용 시의 내부침하량이 다소 크게 평가되며, 이는 조립질 재료가 상대적으로 밀도가 크고 다짐시공이 용이하여 전체 침 하량 중 즉시침하량이 차지하는 비율이 큰 특성에 기인하는 것으로 사료된다.
본 그래프로부터 시공 중 최대 내부침하량은 평균적으로 2.35 %H(H: 댐 높이)로 평가되었으며, 댐 높이가 100 m 보다 낮은 댐의 내부침하량은 최대 약 3 %H, 댐 높이가 100 m보다 높아 상대적으로 규모가 큰 댐의 내부침하량은 1.50%H∼5.43 %H의 범위에 있어 내부침하량은 댐 높이에 비례하는 경향이 있음을 확인하였다.

후속연구

(5) 본 연구를 통해 얻어진 결과물은 여성고 결정 등 댐의 설계･시공 및 계측관리의 신뢰도 증진과 댐 유지관리 측면에서 댐 기술자에게 유용한 도구가 될 것으로 판단 된다.
본 연구에서는 37개의 CCRD에 대한 계측자료(46개 지점)를 통해 댐 축조단계에서 얻어지는 계측자료를 이용하여 담수 후 댐의 정부침하량 및 내부침하량 예측기법을 제안하였으며, 이를 통해 향후 국내 CCRD의 설계, 시공, 장기적 유지관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 본 연구를 통해 얻어진 결과물은 여성고 결정 등 댐의 설계･시공 및 계측관리의 신뢰도 증진 등 댐 유지관리 측면에서 댐 기술자에게 유용한 도구가 될 것으로 사료된다.

참고문헌 (7)

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Sowers, G. F., Williams, R. C. and Wallace, T. S. (1965), Compressibility of broken rock and the settlement of rockfills, Proceedings of the 6th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Toronto, Canada, Vol. 2, pp. 561-565.
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