물 자연 그리고 사람 - 물로 더 행복한 세상을 만들어가겠습니다.
HOME성과논문실적

논문실적

Aging효과를 고려한 필댐의 거동분석 게시글의 제목, 학술지명, 저자, 발행일, 작성내용을 보여줌
Aging효과를 고려한 필댐의 거동분석
학술지명 한국지반공학회 저자 조성은,임은상,신동훈,박한규
발표일 2008-10-10

Mitchell(1986) 및 Schmertmann(1991) 등은 “모든 것이 시간에 따라 변화한다. 모든 흙은 나이들고 변화한다”고 한 바 있다. Mitchell(1986)은 1984년 Terzaghi강연에서 지반공학자의 관점에서 흙의 노령화(aging of soils)의 긍정적 측면과 부정적 측면을 모두 언급한 바 있다. Schmertmann(1991)은 25차 Terzaghi강연에서 주로 흙의 노령화의 긍정적 측면을 실내 및 현장실험 결과를 근거로 강조하여 설명한 바 있다.
   Schmertmann은 그의 논문에서 Aging Mechanism을 다음의 5가지로 설명하고 있다; (1) Thixotropy (주로 점토, 큰 간극비이고 저응력일 때), (2) Mechanical Aging(주로 모래, 모든 응력조건), (3) Secondary Compression, (4) Particle interference 및 (5) Clay Disperse. 이들 5가지 메커니즘이 모두 액상화저항능력, 최대전단탄성계수, Young계수, 비배수전단강도, 콘저항치, 말뚝지지력, 간극수압 소산 등과 관련하여 시간이 경과할 경우 평균적으로 50~100%의 긍정적 변화에 기여하는 것으로 보고하였다. 그러면서 그는 Aging의 긍정적 개선효과가 나타나지 않았던 사례도 함께 보고하였는데, Stokoe와 Richart(1973)에 따르면 공사후 12년이 경과한 미국 Texas의 한 도로제방에서 Cross-hole시험을 실시하여 값을 측정하였는데 Aging에 의해 오히려 값이 약간 감소된 것을 확인한 바 있다. 그 원인 중의 하나로 그들은 인근 호수의 수위가 상승하였기 때문으로 분석한 바 있다. 또한 Pennsylvania의 한 필댐은 축조후 8개월 반만에 간극수압이 소산되지 않은 채로 붕괴되었고, 캘리포니아 남부의 한 댐에서는 액상화저항능력을 증가시키기 위해 compaction grouting을 실시하였으나 SPT시험결과 기대한 액상화저항능력은 나타나지 않은 것으로 확인되어, 결국 Aging에 의해 모든 것이 긍정적인 효과만 발생되는 것은 아님을 알게 해준 바 있다.
  한편, 우리나라에는 약 18,000개소의 댐이 있다. 이중 약 95%가 1970년 이전에 건설되었고, 56%는 60년 이상 경과되어 노령화가 심화되고 있을 뿐만 아니라 최근의 기상이변과 지진발생 증가 등은 이들 노령화된 댐들의 안전을 더욱 위협하고 있다. 특히, 전술한 바와 같이 시간경과에 따라 댐체를 구성하는 흙재료들의 역학적 성질들이 개선되는 효과(Aging Increase)를 기대할 수도 있으나 Texas의 도로제방의 사례에서와 같이 오히려 역학적 성질이 열화(deterioration)되는 경우도 있을 수 있어 이 분야에 대한 심도있는 조사와 연구가 필요하다. 그러나 우리나라에서는 이 분야에 대한 연구가 매우 미미한 실정이다.
  이에 본 논문에서는 Schmertmann 등이 제시한 흙의 노령화의 긍정적 측면을 설명해주는 5가지 Aging메커니즘을 간략히 살펴보고, 노령화로 인하여 댐체 일부의 역학적 성질이 나빠진 경우에 대한 수치해석에 의한 거동분석 사례를 살펴보았다.

목록