[논문]초기 담수 중 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 슬래브 거동에 관한 연구

원명수; 김형주; 정영채

doi:10.12652/ksce.2015.35.1.0129

[국내논문] 초기 담수 중 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 슬래브 거동에 관한 연구
A Study on the Face Slab Deformation of Concrete Faced Rockfill Dams During Initial Impoundment 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.35 no.1, 2015년, pp.129 - 139

원명수 (군산대학교 토목공학과) , 김형주 (군산대학교 토목공학과) , 정영채 (군산대학교 토목공학과)

초록
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차수기능을 점토 코아 대신 상류사면의 콘크리트 슬래브로 수행하는 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐의 설계는 이론보다는 사례와 경험에 크게 의존한다. 본 연구에서는 두 개의 CFRDs에서 준공 후 초기 담수기간에 계측된 데이터를 근거로 콘크리트 슬래브와 누수량 거동을 분석하였다. 분석결과 슬래브의 변형률과 수직이음부의 수평변위는 미미하게 계절적인 온도 변화와 저수위면 증가에 의한 담수하중의 영향을 받고, 주변이음부의 변형은 온도 변화의 영향은 미미하고 담수하중의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 그리고 누수량은 담수하중에 따른 주변이음부의 변형에 의한 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

Concrete-Face Rock-Fill Dams (CFRDs) are rock-fill dams with watertight-concrete slabs on its upstream slope instead of its central earth cores. The design for CFRDs are still largely empirical and typically based on past experiences. This paper presents a description of the concrete face slabs and leakage behaviors of two post-constructed CFRDs based on the data gathered through instrumentation during the initial impoundment. The results show that the strain on the concrete face slab and the horizontal displacements of the vertical slab joints are slightly affected by both the seasonal temperature change and water loading during the initial impoundment. The deformation of perimetric joints are less affected by the temperature change, however it is significantly affected by the water loading during the initial impoundment. The leakage rate is significantly affected by the hydrostatic load and the deformation of the perimetric joints.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

위와 같은 배경 아래 본 논문에서는 두 개의 CFRDs에서 계측된 데이터를 중심으로 초기 담수 중 슬래브의 거동 특성과 누수량에 대해 분석하여 향후 CFRD의 확대, 보급 및 설계와 유지관리에 기여하고자 한다.
본 연구에서는 이 들 콘크리트 슬래브에 설치된 변형률계(cluster strain gauge)와 수직이음부 수평변위측정계(face slab jointmeter) 그리고 주변이음부 변위측정계(perimetric joint meter) 등에서 계측된 데이터를 중심으로 초기담수 중 슬래브와 누수량의 거동 특성을 규명하고자 한다.
본 연구에서는 CFRD의 초기담수 기간 계측된 데이터를 근거로 콘크리트 슬래브와 누수량의 거동을 분석하였다. 이로부터 도출한 주요 결론은 다음과 같다.

제안 방법

(1985)은 Eqs. (1) and (2)에 나타낸 시공 중 변형계수와 담수 중 변형계수를 이용하여 제체의 변형 거동을 간단하게 예측하는 방법을 제안하였다.
CFRD의 상류사면인 콘크리트 슬래브와 프린스(plinth)의 연결부(주변이음부)에 대한 3차원 방향(벌어짐(O), 침하(S), 전단(T)) 의 변위를 측정하기 위해 3개의 변위측정계를 1개조로 설치하였다. 주변이음부 변위측정계는 Table 4, Figs.

대상 데이터

초기담수 중 슬래브 거동 분석에 활용된 CFRD는 높이가 90m와 62m인 대댐으로 주요 제원은 Table 2와 같다. A와 B CFRD 기초의 주 암반은 각각 녹색사암과 화강암이고, 사용된 록필 재료의 평균일축압축강도는 각각 163MPa과 107MPa이다.
560m에 위치한다. 이들 수평변위계가 담수되기 전인 2005년 9월 1일부터 약 2006년 9월 20일까지 계측된 데이터는 0~9mm의 범위를 나타내고 있다. 이중 최대 9mm정도의 변위를 나타낸 JMA4와 JMA8을 예외적인 값으로 간주하면 변위는 0~0.

성능/효과

초기담수 중 슬래브 거동 분석에 활용된 CFRD는 높이가 90m와 62m인 대댐으로 주요 제원은 Table 2와 같다. A와 B CFRD 기초의 주 암반은 각각 녹색사암과 화강암이고, 사용된 록필 재료의 평균일축압축강도는 각각 163MPa과 107MPa이다.
본 연구대상 A와 B CFRD 슬래브에서 계측된 전반적인 변형률은 각각 ±150㎲와 ±90㎲ 범위 내로 나타내고 있어 상대적으로 안정적인 거동을 하는 것으로 판단된다.
수직이음부 수평변위는 ±5mm 범위에서 미미하게 A CFRD의 경우는 담수하중의 영향을 크게 받고, B CFRD에서는 담수하중보다 계절적인 온도변화의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
532m 지점에서 설치된 PJA 2와 PJA5에서 큰 변위를 나타내고 있고, PJA2-O의 경우는 최대 -70mm로 계측범위를 벗어나는 값을 나타내고 있다. A CFRD에서의 주변이음부의 변위는 온도변화의 영향은 미미하고, 담수하중의 영향을 크게 받고 있으며 그 영향은 중앙보다는 좌우 양안쪽에서 상대적으로 크게 받는 것으로 나타났다.
주변이음부의 변형은 온도보다는 담수 하중의 영향을 크게 받고, 그 영향은 중앙보다는 좌우 양안에서 크게 받는 것으로 나타났다. 담수하중 작용 시 주변이음부의 중앙부는 인장과 압축하중을 받고 좌우 양안은 인장하중을 주로 받기 때문에 좌우 양안에서 상대적으로 큰 변위가 발생된 것으로 판단된다.
(1) 콘크리트 슬래브의 변형률은 ±150㎲범위에서 미미하게 계절의 변화에 따른 온도 차에 의해 동절기에는 수축하고, 하절기에는 팽창하고, 저수위가 증가함에 따라 증가하는 경향이 있는 것으로 나타났다.
(2) 수직이음부 수평변위는 ±5mm 범위에서 미미하게 A CFRD의 경우는 담수하중의 영향을 크게 받고, B CFRD의 경우는 담수 하중보다 계절적인 온도변화의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
(3) 주변이음부의 변형은 온도보다는 담수하중의 영향을 크게 받고, 그 영향은 중앙보다는 좌우 양안에서 크게 받는 것으로 나타났다. 담수하중 작용 시 주변이음부의 중앙부는 인장과 압축하중을 받고 좌우 양안은 인장하중을 주로 받기 때문에 상대적으로 좌우 양안에서의 변위가 크게 발생된 것으로 판단된다.
(4) 누수량은 슬래브의 수직이음부 보다는 주변이음부의 변형과 담수하중의 영향을 크게 받고, 누수의 주요 원인은 담수하중으로 인한 주변이음부의 변형, 특히 제체 좌우 양안의 변형에 의한 것으로 나타났다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수직이음부 수평변위측정계는 무엇인가?	수직이음부 수평변위측정계는 콘크리트 슬래브의 수직이음부에서 수평방향의 변위를 측정하는 계측기기이다. 수평변위측정계는 수직이음부의 직각방향으로 이음부를 횡단하도록 설치한다.
	누수량은 무엇에 영향을 받는가?	분석결과 슬래브의 변형률과 수직이음부의 수평변위는 미미하게 계절적인 온도 변화와 저수위면 증가에 의한 담수하중의 영향을 받고, 주변이음부의 변형은 온도 변화의 영향은 미미하고 담수하중의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 그리고 누수량은 담수하중에 따른 주변이음부의 변형에 의한 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
	CFRD가 널리 보급되고 있는 이유는 무엇인가?	CFRD는 유사 형식의 사력댐에 비해 록필(석괴 또는 암석)로 제체가 구축되므로 안정하고, 제체 단면이 작고, 시공 중 기후 조건의 영향을 작게 받는다. 또, 누수가 제체의 안정성에 미치는 영향이 미미하고, 내진에 강하고, 공사기간이 짧고, 경제적인 이점 등으로 인해 세계적으로 널리 보급되고 있다(Hacelas et al., 1987; Khalid et al.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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