[논문]사력댐의 안정성평가를 위한 표면파탐사(MASW)의 활용성

정해상; 오영철; 방돈석; 안상로

문제 정의

또한 전단파 속도 단면으로부터 전기비저항 단면에서는 얻을 수 없었던 댐 체내의 다짐도 분포 등에 관한 정보를 획득함으로써 전기비저항 탐사만으로는 판단하기 힘들었던 댐 제체의 내부 상태를 좀 더 자세히 파악할 수 있었다. 따라서 MASW탐사법은 전기비저항 탐사법과 조합하여 사용될 때 댐의 안정성 평가를 위한 신뢰성 있는 기초자료를 제공해 줌을 확인하였다. 그러나 MASW 탐사 역시 비파괴 조사법이므로 좀 더 정확한 자료를 얻기 위해서는 다른 탐사기법과 마찬가지로 직접 조 사인 시추공탄성파탐사와 병행하는 것이 효율적인 것으로 판단된다.
본 고에서는 연약지반이나 성토지반에 탁월한 성능을 발휘하는 MASW탐사를 사력댐 조사에 적용하고 그 결과를 전기비저항탐사 결과 및 시추 조사 결과와 비교, 검토하여 적용성을 파악하고자 하였다.

제안 방법

4는 2개 댐의 표준단면도 및 탐사 측선도이다. 각 측선에서 먼저 전기비저항탐사를 실시하여 댐 체내의 대략적인 이 상대 분포를 조사한 후 MASW 탐사를 실시하였다. 탐사에서 충격 음원은 10 lb 의 슬래지햄머를 사용하였으며 24개 수 진기의 간격은 1 m 로 결정하여。댐에서는 100 m 를, 。댐에서는 108 m 를 탐사하였다.
탐사에서 충격 음원은 10 lb 의 슬래지햄머를 사용하였으며 24개 수 진기의 간격은 1 m 로 결정하여。댐에서는 100 m 를, 。댐에서는 108 m 를 탐사하였다. 댐 마루 표면이 2개 댐 모두 아스팔트 포장이므로 탐사의 편리를 도모하기 위하여 수진기 모두를 가정용 장판 위에 올려놓고 이동시키는 방식으로 탐사하였다. 음원에서부터 수진기까지의 거리는 수 회의 시험조사와 현 장분 석으로부터 가장 양질의 그라운드 롤이 획득된 거리 각 10 m(C댐)와 20 m(D댐)로 결정하였다.
자료처리 및 역산에 사용된 프로그램은 SurfseisCKansas geological survey, 2002) 이며 상기의 자료 획득 및 처리는 한 측점에 대한 vs 수직단면을 구하기 위한 작업이므로 총 탐사 측선 100 m 를 실시하기 위해서는 1 m 간격으로 101번의 자료획득 및 처리가 필요하며 이를 수행하였다.。댐에서 획득한 자료 역시 상기와 같은 109번의 과정을 거쳐 vs 수직단면을 구하였다.
연약지반이나 성토지반에 탁월한 성능을 발휘하는 MASW탐사를 사력댐 조사에 적용하고 그 결과를 전기비저항탐사 결과 및 시추 조사 결과와 비교, 검토하여 적용성을 파악하고자 2개 댐에 대하여 각 조사를 실시하였다.
댐 마루 표면이 2개 댐 모두 아스팔트 포장이므로 탐사의 편리를 도모하기 위하여 수진기 모두를 가정용 장판 위에 올려놓고 이동시키는 방식으로 탐사하였다. 음원에서부터 수진기까지의 거리는 수 회의 시험조사와 현 장분 석으로부터 가장 양질의 그라운드 롤이 획득된 거리 각 10 m(C댐)와 20 m(D댐)로 결정하였다.
자료처리 및 역산에 사용된 프로그램은 SurfseisCKansas geological survey, 2002) 이며 상기의 자료 획득 및 처리는 한 측점에 대한 vs 수직단면을 구하기 위한 작업이므로 총 탐사 측선 100 m 를 실시하기 위해서는 1 m 간격으로 101번의 자료획득 및 처리가 필요하며 이를 수행하였다.。댐에서 획득한 자료 역시 상기와 같은 109번의 과정을 거쳐 vs 수직단면을 구하였다.
획득된 자료는 muting, bandpass 필터 등을 적용하여 S/N 비를 높이고자 하였으며 최종적으로 처리된 자료를 이용하여 위상속도 대 주파수의 일관성(coherence) 분석을 실시하였다. Fig.

대상 데이터

각 측선에서 먼저 전기비저항탐사를 실시하여 댐 체내의 대략적인 이 상대 분포를 조사한 후 MASW 탐사를 실시하였다. 탐사에서 충격 음원은 10 lb 의 슬래지햄머를 사용하였으며 24개 수 진기의 간격은 1 m 로 결정하여。댐에서는 100 m 를, 。댐에서는 108 m 를 탐사하였다. 댐 마루 표면이 2개 댐 모두 아스팔트 포장이므로 탐사의 편리를 도모하기 위하여 수진기 모두를 가정용 장판 위에 올려놓고 이동시키는 방식으로 탐사하였다.
본 조사에서는 2개(C 댐, D 댐)의 사력댐을 대상으로 하였으며 Fig. 3과 Fig. 4는 2개 댐의 표준단면도 및 탐사 측선도이다. 각 측선에서 먼저 전기비저항탐사를 실시하여 댐 체내의 대략적인 이 상대 분포를 조사한 후 MASW 탐사를 실시하였다.

성능/효과

C 댐의 전기비저항 분포(Fig. 7)와 MASW탐사로부터 결정된 전 단파 단면(Fig. 8)을 비교한 결과 전기 비저항분포에서 배경비저항치(50~ 500 Q・m)보다 높은 고비 저항 이상대(1,000 Q - m 이상, 110~125 m 구간과 150~170 m 구간)가 탐지되었으며 이 구간에서 전 단파 속도는 심도 15 m 부근에서 같은 심도 내 평균 전 단파 속도보다 평균 50-150 m/s 정도 감소하는 것으로 나타났다. 이로써 댐체의 상기구간에 는 밀도가 상대적으로 낮으며 고비 저항 특성을 나타내는 재료가 많이 포함되어 있는 것으로 판단된다.
MASW탐사는 댐체조사에 있어서 전단 파속도를 조사하는 데 매우 효과적이었으며 기존의 SASW탐사 에 비하여 획득 자료의 안정성이나 작업능률 면에서 탁월한 성능을 발휘하였다.
댐 제체의 전단 파속도는 심부로 갈수록 증가하는 것으로 나타났고 전단파 속도 이상대와 전기비저항이상대 및 시추 결과가 일치하였다. 또한 전단파 속도 단면으로부터 전기비저항 단면에서는 얻을 수 없었던 댐 체내의 다짐도 분포 등에 관한 정보를 획득함으로써 전기비저항 탐사만으로는 판단하기 힘들었던 댐 제체의 내부 상태를 좀 더 자세히 파악할 수 있었다.
댐 제체의 전단 파속도는 심부로 갈수록 증가하는 것으로 나타났고 전단파 속도 이상대와 전기비저항이상대 및 시추 결과가 일치하였다. 또한 전단파 속도 단면으로부터 전기비저항 단면에서는 얻을 수 없었던 댐 체내의 다짐도 분포 등에 관한 정보를 획득함으로써 전기비저항 탐사만으로는 판단하기 힘들었던 댐 제체의 내부 상태를 좀 더 자세히 파악할 수 있었다. 따라서 MASW탐사법은 전기비저항 탐사법과 조합하여 사용될 때 댐의 안정성 평가를 위한 신뢰성 있는 기초자료를 제공해 줌을 확인하였다.
이로써 댐체의 상기구간에 는 밀도가 상대적으로 낮으며 고비 저항 특성을 나타내는 재료가 많이 포함되어 있는 것으로 판단된다. 측선 152 m 위치에서 실시한 시추 조사 결과에 의하면 코어 재는 자갈(0=20~100 mm) 섞인 실 트질 모래이며, 표준 관입시험 결과 심도 13.5m에서 N 치가 최저(=14)인 것으로 나타났다. 따라서 10-17 m 구간은 코어의 다짐도가 약하다고 판단할 수 있으며 이러한 시추 결과는 MASW 탐사 결과와 일치하고 있다.
10)을 비교한 결과 대략 심도 13 m 를 경계로 상. 하부층이 구분되는 것을 알 수 있으며 심도 15m 상부는 비저 항치가 200 Q ・m 이상 그리고 하부는 200 Q ・m 이하이며 전 단파 속도는 상부층에서 200 m/s 내외 그리고 하부층은 250 -440 m/s의 속도로 조사되어 두 탐사 결과로부터 결정한 층상구조가 일치하고 있음을 알 수 있다. 시추 조사 자료에 의하면 심부로 갈수록 코어 재의 고결상태가 단단해지며 자갈의 함유율이 높아지고, 심도 13m 부근부터는 코어재에 다량의 자갈이 포함되어 있는 것으로 조사되어 전기비저항 탐사 결과와 MASW 탐사 결과가 시 추조사와 일치 하였다.

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