본 연구의 목적은 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제시하는 것이다. 기존의 댐의 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보와는 상관없이 지진 시 파괴확률이 '0'이 되는 지진파괴확률 영곡선을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다. 국내 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선들로 표시되는 지진파괴확률 산정 도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴 확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 적용 타당성을 확인하였다. 향후, 제안된 도표는 중소규모댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제시하는 것이다. 기존의 댐의 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보와는 상관없이 지진 시 파괴확률이 '0'이 되는 지진파괴확률 영곡선을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다. 국내 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선들로 표시되는 지진파괴확률 산정 도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴 확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 적용 타당성을 확인하였다. 향후, 제안된 도표는 중소규모댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
The purpose of this study is to propose a chart that can easily estimate the seismic failure probability of small and medium sized earthfill dams with little geotechnical information. By considering the existing method and procedure for estimating the seismic failure probability of a dam, the zero s...
The purpose of this study is to propose a chart that can easily estimate the seismic failure probability of small and medium sized earthfill dams with little geotechnical information. By considering the existing method and procedure for estimating the seismic failure probability of a dam, the zero seismic failure probability curve, on which the seismic probability is zero regardless of the geotechnical properties of the dam, was determined in the form of hyperbola in the dam height and freeboard ratio plane. It was confirmed that the dam height-freeboard ratio distribution pattern of the Korean small and medium sized dams was shaped like a hyperbola like the zero seismic failure probability curve. Therefore, a estimation chart was constructed in which a number of seismic failure probability contours are represented by a number of hyperbolas at regular intervals in the dam height-freeboard ratio plane. The proposed chart was applied to the calculation of the seismic failure probability of two small and midium sized dams with relatively well-managed geotechnical properties and the validity of the chart was confirmed by comparison with the results obtained by the existing procedures and methods. In the future, the proposed chart is expected to be useful in considering investment priorities for maintenance and reinforcement of small and medium sized dams in preparation for earthquakes.
The purpose of this study is to propose a chart that can easily estimate the seismic failure probability of small and medium sized earthfill dams with little geotechnical information. By considering the existing method and procedure for estimating the seismic failure probability of a dam, the zero seismic failure probability curve, on which the seismic probability is zero regardless of the geotechnical properties of the dam, was determined in the form of hyperbola in the dam height and freeboard ratio plane. It was confirmed that the dam height-freeboard ratio distribution pattern of the Korean small and medium sized dams was shaped like a hyperbola like the zero seismic failure probability curve. Therefore, a estimation chart was constructed in which a number of seismic failure probability contours are represented by a number of hyperbolas at regular intervals in the dam height-freeboard ratio plane. The proposed chart was applied to the calculation of the seismic failure probability of two small and midium sized dams with relatively well-managed geotechnical properties and the validity of the chart was confirmed by comparison with the results obtained by the existing procedures and methods. In the future, the proposed chart is expected to be useful in considering investment priorities for maintenance and reinforcement of small and medium sized dams in preparation for earthquakes.
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문제 정의
본 연구에서는 최소한의 댐 정보로부터 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 산정할 수 있는 방안을 도출하고자 기존의 댐 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법, 절차, 산정 결과들을 검토하고, 국내 96개 중소규모 댐의 정보를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
본 연구의 목적은 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제시하는 것이다. 기존의 지진 시 댐 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보에 상관없이 지진 시 파괴확률이 ‘0’이 되는 지진파괴확률 영곡선(zero seismic failure probability curve)을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다.
즉, 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 댐높이와 여유고율정보만으로 추정할 수 있는 도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 제안된 도표의 적용성을 확인하고자 하였다.
제안 방법
(1) 기존의 댐 지진 시 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보와는 상관없이 지진 시 파괴확률이 ‘0’이 되는 지진파괴확률 영곡선을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 제안하였다.
(2) 대상 댐 위치정보와 국가지진위험지도(NEMA, 2013)를 이용하여 1,000년 재현주기(100년에 초과 확률 10%)에서의 지표면최대가속도, PGA(Peak Ground Acceleration)를 산정한다. 재현주기별 PGA 값의 발생확률은 n 년에 초과확률 Pe(%)일 때 연 초과확률, AEP(Annual Exceedance Probability)를 AEP=1-(1-Pe/100)1/n으로 산정한다.
(3) 지반공학적 물성정보가 거의 없는 국내 중소규모 댐에 대하여 댐높이와 여유고 정보만을 이용하여 지진 시 파괴확률을 간편하게 산정할 수 있는 도표를 제안하였다.
기존의 지진 시 댐 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보에 상관없이 지진 시 파괴확률이 ‘0’이 되는 지진파괴확률 영곡선(zero seismic failure probability curve)을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다. 국내 96개 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선으로 표시되는 지진파괴확률 산정 도표를 작성하였다. 즉, 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 댐높이와 여유고율정보만으로 추정할 수 있는 도표를 작성하였다.
기존의 지진 시 댐 파괴확률을 산정하는 방법 및 절차를 검토하여, 댐의 지반공학적 물성정보에 상관없이 지진 시 파괴확률이 ‘0’이 되는 지진파괴확률 영곡선(zero seismic failure probability curve)을 댐높이-여유고율 평면에서 쌍곡선의 형태로 결정하였다.
본 연구에서 제시한 산정 도표의 적용성을 확인하고자 지반정보가 부족한 연구대상 재해위험 중소댐들과는 달리 지반공학적 정보가 충분한 Kwater(한국수자원공사)가 관리하는 용수전용댐 중 비교적 규모가 작은 흙댐인 안계댐(높이 32.5m)과 선암댐(높이 22m)을 선정하여 앞서 제시한 절차와 방법에 의한 1,000년 재현주기 지진에 대한 지진파괴확률을 산정해 보았고, 그 결과를 제시한 도표로 산정한 결과와 비교해 보았다. Table 3은 적용성 확인 대상댐으로 선정한 선암댐과 안계댐에 대한 기본 정보를 나타낸 것이다.
국내 96개 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 같이 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하여, 다수의 등파괴확률 곡선(seismic failure probability contour)이 댐높이-여유고율 평면에서 일정한 간격의 다수의 쌍곡선으로 표시되는 지진파괴확률 산정 도표를 작성하였다. 즉, 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 댐높이와 여유고율정보만으로 추정할 수 있는 도표를 작성하였다. 작성된 도표는 비교적 관리가 잘 되고, 지반공학적인 정보를 충분히 가진 2개의 중소규모 댐들의 지진 시 파괴확률 산정에 적용하여, 기존 절차와 방법으로 산정된 결과와 비교하여 제안된 도표의 적용성을 확인하고자 하였다.
대상 데이터
2016년 9월 12일 경북 경주시 남남서쪽 11.6km 지점에서 규모 5.8의 지진이 발생하였다. 이 지진은 기상청 관측이래 국내에서 발생한 가장 큰 지진으로서, 9월 19일 규모 4.
이론/모형
(3) 지진 시 댐 정상부의 침하량을 해당 PGA와 규모, Ms(국내의 경우, 6.5 적용)를 대입한 Swaisgood의 경험식(Fig. 2 & Fig. 3)을 이용하여 산정한다.
성능/효과
(2) 국내 중소규모 댐들의 댐높이-여유고율 분포형태가 지진파괴확률 영곡선과 동일한 쌍곡선의 형태를 이루는 것을 확인하였다.
(4) 기존 방법과 절차로 지반공학적 물성정보가 충분한 2개의 댐에 대해 산정된 파괴확률과 본 연구에서 제안한 도표를 이용하여 동일한 댐에 대해 산정한 파괴확률을 비교해 본 결과 제안된 산정 도표는 충분한 타당성을 가지는 것을 확인하였다.
그림에서 선암댐의 경우 1,000년 재현주기 지진 시 파괴확률은 툴박스 등을 이용한 기존 방법으로 산정한 결과는 7.74×10-10이고, 제안한 도표로 산정한 결과는 2.8×10-10으로 약 5×10-10 정도의 차이를 보여 비교적 잘 추정할 수 있음을 확인하였고, 안계댐의 경우도 기존 방법에 의해 산정된 확률은 ‘0’이고 도표에 의해서도 지진파괴확률 영곡선 상부에 위치에 ‘0’으로 같게 추정되었다.
(5) 본 연구에서 제안하는 산정 도표를 이용하면 향후 지반공학적인 정보가 극히 부족한 재해위험 저수지를 포함한 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 추정할 수 있어서 향후 중소규모 댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 다만 본 연구에서 제안한 산정 도표는 기초지반 및 제체가 지진 시 액상화가 발생하지 않는 국내 중소규모 댐에 제한적으로 적용되는 것이 타당하다.
후속연구
(5) 본 연구에서 제안하는 산정 도표를 이용하면 향후 지반공학적인 정보가 극히 부족한 재해위험 저수지를 포함한 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 추정할 수 있어서 향후 중소규모 댐의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위 등을 고려할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 다만 본 연구에서 제안한 산정 도표는 기초지반 및 제체가 지진 시 액상화가 발생하지 않는 국내 중소규모 댐에 제한적으로 적용되는 것이 타당하다.
, 2016). 그러나 이러한 물성확보가 어려운 중소규모 댐들에 대해서도 향후 지진대비 성능평가, 보수보강에 있어 투자 우선순위 등을 결정하기 위해서는 최소한의 정보를 이용한 지진 시 위험도를 파악할 수 있는 방안이 반드시 필요하다.
이상의 결과로부터 본 연구에서 제시하는 산정 도표를 이용하면 향후 지반공학적인 정보가 극히 부족한 재해위험 저수지를 포함한 중소규모 댐의 지진 시 파괴확률을 간편하게 추정할 수 있어서 댐 및 저수지의 지진대비 보수보강의 투자 우선순위를 결정함에 있어 기초적이며 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
규모 5.8의 지진은 언제 어디서 생겼는가?
2016년 9월 12일 경북 경주시 남남서쪽 11.6km 지점에서 규모 5.8의 지진이 발생하였다. 이 지진은 기상청 관측 이래 국내에서 발생한 가장 큰 지진으로서, 9월 19일 규모 4.
국민안전처의 보도 자료에 의하면, 지진으로 인한 피해는 어떠한가?
5의 여진을 비롯하여 500회 이상의 여진이 3개월여 지속되었다. 국민안전처의 보도 자료에 의하면 이번 지진으로 인하여, 총 23명의 부상자와 전통한옥의 기와 파손, 불국사다보탑 난간 탈락, 첨성대 기욺 등 총 9,368건의 크고 작은 피해가 발생하였으며, 피해액도 110억 원이 넘는 것으로 집계되었다.
규모 5.8의 지진의 특징은?
8의 지진이 발생하였다. 이 지진은 기상청 관측 이래 국내에서 발생한 가장 큰 지진으로서, 9월 19일 규모 4.5의 여진을 비롯하여 500회 이상의 여진이 3개월여 지속되었다. 국민안전처의 보도 자료에 의하면 이번 지진으로 인하여, 총 23명의 부상자와 전통한옥의 기와 파손, 불국사다보탑 난간 탈락, 첨성대 기욺 등 총 9,368건의 크고 작은 피해가 발생하였으며, 피해액도 110억 원이 넘는 것으로 집계되었다.
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