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댐 지진감시 네트워크를 활용한 사력댐 동적거동 분석
학술지명 대한토목학회 저자 이종욱,전제성,김기영,조성은
발표일 2007-11-19

댐의 지진계 설치는 일반적으로 지진 시 댐의 응답특성을 분석하여 내진설계시 반영하고, 댐 지역의 지진동 특성 예측 등 지진에 대한 댐 안전관리를 위하여 행해지고 있다. 다른 구조물에 비해 그동안 댐에 대한 지진계 설치는 활발히 이루어지지 않아 댐 부지의 지진 계측기록을 활용할 수 없었으나, 최근 지진발생 증가와 대형구조물에 대한 지진응답특성 파악에 대한 요구로부터 그 필요성이 증대되고 있다. 
  일본 고베 대지진(1995년), 타이완의 치치 대지진(2000년), 우리나라남해안지역 및 대도시지역의 지반 흔들림을 감지한 일본 후쿠오카 지진(2005년), 최근의 강원도 평창지진(2007년)은 한반도의 지진발생 빈도의 증가와 더불어 지진에 대한 안전지대가 아니라는 경각심과 함께 지진피해가능성을 제고시켰으며, 지진재해가 발생하였을 경우 댐의 운영 및 관리에 대한 신속한 대책을 마련해야 한다는 필요성이 부각되었다. 현재 국내에서는 일본의 고베지진 이후 내진설계기준(건설교통부, 1997)이 개정되었으며 2001년 개정된 댐 설계기준(건설교통부)에는 내진특등급 댐의 경우에는 의무적으로 지진계를 설치하고 정상상태를 유지하여 한다고 규정되어 있다.
  한국수자원공사에서는 지진계가 설치되어 있지 않은 기존댐에 지진계 설치사업을 시행하고 있으며 각 댐의 지진계를 통합 네트워크를 구축하여 효과적인 지진의 감지와 신속한 지진상황 통보를 위한 댐 지진감시 시스템을 개발하였다(이종욱 등, 2006). 댐 지진계에 의한 계측지진기록은 이러한 동적해석 절차 중 외부하중을 입력하는 경우에 우선 사용될 수 있으며, 동적해석을 수행하는 대부분의 상용 프로그램의 경우, 해석 시 해석시스템(댐과 기초지반)의 고유진동수를 입력값으로 요구하는 경우가 많은데, 계측지진 기록, 특히 정상부의 가속도 기록을 주파수 분석하는 방법에 의해 실지진기록으로 시스템의 고유진동수를 손쉽게 산정할 수 있다.
  본 연구에서는 댐 지진감시 네트워크를 활용하여 2006년 1월 19일에 강월도 영월지역에 발생한 규모 3.2의 영월지진과 2007년 1월 20일에 오대산(월정사) 지역에서 발생한 규모 4.8의 오대산지진 시, 강원도 횡성에 위치한 대상댐 부지에서 계측된 지진기록으로부터 지진 시 사력댐의 동적거동 특성을 분석하였으며 그 결과는 다음과 같다.
  1. 댐에 설치되는 지진계의 원격관리 및 지진발생시 신속히 댐의 피해상황을 판단하여 대응방안을 강구할 수 있도록, 댐의 지진동을 실시간 감시 및 통보하도록 댐 지진감시 시스템(DEMS)을 개발하였다.
  2. 대상댐의 고유진동수는 2.0Hz∼3.6Hz를 가지는 것으로 나타났으며 기존의 연구결과와 비교하여, 두 방법에 의한 댐체 고유진동수의 산정값은 그 차이가 작기는 하나 abutment의 계측기록과 정상부에서의 계측기록의 증폭비로 댐체의 고유진동수를 산정하는 것이 보다 합리적일 것으로 추측된다.
  3. 계측된 가속도 기록으로부터 지진 가속도의 댐체 증폭특성을 살펴 본 결과 2회의 지진시 9.75배와 6.4배로 증폭되었으며 최대가속도가 클수록 정상부의 증폭비는 감소하는 것으로 확인되었다.

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