• 한국지반공학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.31-39
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• 2020

지진 하중 하에서 필댐의 거동은 필댐 구성 재료의 전단파 속도(또는 전단 탄성계수) 분포에 많은 영향을 받는다. 일반적으로 필댐의 전단파 속도 분포는 전단파 속도 주상도를 통해 나타낼 수 있다. 이때 댐 구성 재료의 전단파 속도는 일반적으로 필댐 내부에서 공간에 따른 변동성을 가지며, 댐에서 허용되는 한정된 수의 실험에서는 이러한 재료 물성치 공간 변동성을 결정론적으로 규명할 수 없다. 따라서 실험에서 얻어진 전단파 속도 주상도는 불확실성을 가지게 되며, 재료 물성치의 불확실성은 해석결과에 불확실성을 야기하게 된다. 신뢰성 기반 해석은 이러한 재료 물성치 불확실성에 의한 해석결과의 영향을 평가 할 수 있다. 신뢰성 기반 해석에서는 변동계수를 통해 재료 물성치의 불확실성을 평가하고, 이러한 불확실성에 의한 영향을 해석에 반영할 수 있다. 본 연구에서는 국내 필댐 심벽부와 사력부 구성 재료의 전단파 속도 변동계수(COV, Coefficient Of Variation)를 결정하였다. 이를 위해 국내 필댐 심벽부와 사력부에서 표면파 시험을 통해 결정된 전단파 속도 주상도들에 대해 Hwang and Park(2013)에 의해 개발된 랜덤 전단파 속도 주상도 생성 기법을 적용하여 국내 필댐 심벽부와 사력부에 존재 가능한 전단파 속도 주상도 600개를 생성하고 이에 대한 통계처리를 통하여 필댐 심벽부와 사력부의 깊이별 전단파 속도 변동계수를 결정하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제4권2호
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• pp.33-44
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• 1988

1980년에 완공된 대청댐은 콘크리트댐과 석괴댐으로 혼합된 복슴댐으로서 결합부에는 제체에서 가장 취약한 곳인 원합면이 존재하므로 댐 건설시 계측기를 매설하여 토려 및 간극수려을 계속 측 정하고 있다. 본연구에서는 해석적 방법으로 평면변형하에서 건설단계를 하중증분형태로 보는 비선형증가 유한 요소해석방법을 적용하였으며, 이에 대한 심벽재료의 파라미터들은 토취장에서 채취한 점토를 현장 밀도 및 함수비로 다진후 삼축압축시험을 실시하여 추정하였고 휠터 및 제각부의 파라미터들은 관계 문헌을 이용하여 추정하였다. 비교분석결과 심벽부의 토압은 대체적으로 예측치와 실측치가 일치하는 경향을 보였으나 제설부에서는 다소의 차이가 있었다. 또한 간선수압 모델은 심압부의 간선수압예측에 좋은 결과를 보여 주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.149-162
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• 2001

삼랑진에 위치한 삼랑진양수발전 상.하부댐의 댐마루에 시공 후 종방향 균열이 발생하였다. 이 댐들은 전력을 생산하기 위한 양수발전댐으로 상부댐과 하부댐으로 구성되어 있으며, 매일 10m이상의 수위변화를 받아왔다. 본 논문은 이들 댐중 상부댐에 발생한 종방향 균열의 원인을 찾는데 있다. 균열의 주요 원인은 수위변동으로 인한 것으로 판단되었으며, 이를 검토하기 위해 hyperbolic model을 이용한 수치해석을 수행하였다. 수치해석을 위한 입력자료를 얻기 위해 심벽재료와 사석재료에 대해 일련의 삼축압축시험을 수행하였다. 또한 수위변동으로 인한 주기적인 응력변화를 검토하기 위한 입력자료를 얻기 위해 진동삼축압축시험을 수행하였다. 수치해석결과 반복하중이 작용했을 경우 댐마루에서 깊이 4m까지 구속압력이 음이 되는 것으로 나타났으며, 이로 인해 종방향균열이 발생한 것으로 판단되었다. 이 종방향균열의 깊이는 댐 마루에서 수행한 시험굴에서 확인하였으며, 현장 조사결과와 잘 부합하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6C호
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• pp.221-229
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• 2011

필댐의 코어죤은 차수 기능을 담당하는 댐의 중요한 요소이다. 따라서 코어죤의 물성 및 거동 특성은 댐의 안정성 해석에 있어서 아주 중요한 요소이나, 지금까지 실제 댐 코어의 물성에 대한 연구는 아주 드물었다. 댐 코어의 물성은 표면파 탐사 또는 경험식과 같은 간접적인 방법에 의해 획득되거나 추정되어 왔다. 본 연구에서는 기존 댐의 해체 과정에서 수행된 현장 및 실내시험 결과의 분석을 통하여, 댐 건설 후 코어죤 물성의 시간적 변화와 깊이별 특성에 대해 직접적으로 조사를 수행하였다. 실제 댐 코어의 전단파 속도와 전단탄성계수가 측정되었고, 기존의 경험식과 비교하였다. 아울러, 일련의 실내실험을 통하여 동적물성의 에이징 특성도 연구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.141-150
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• 1987

1973년(年)에 완공(完工)된 소양강댐은 매설계기가 잘 설치되어 그 댐의 응력(應力)과 변형(變形)의 측정결과는 이미 발표된 바 있다. 그러나 이론적(理論的)인 해석은 지금까지 이루어지지 않았다. 본(本)연구(硏究)는 시공시(施工時) 재료의 자중을 받고 또 담수시 물 하중을 받게 되는 댐 본체의 응력(應力)과 변형(變形) 거동을 수치적(數値的)으로 해석하려는데 그 목적(目的)이 있다. 해석(解析)에 사용(使用)된 구성법칙(構成法則)은 Duncan 등(等)이 개발한 hyperbolic 모델이며, 시공단계(施工段階)를 모방한 비선형증가(非線型增加) 유한요소해석(有限要素解析)이 본(本) 연구(硏究)에 적용되었다. hyperbolic 파라미터들은 문헌에서 추정하여 사용(使用)하였다. 이론적(理論的) 해석(解析)으로부터 얻어진 결과는 댐의 임의의 단면에서의 변형특성과 응력벡타를 명확(明確)하게 나타내었다. 해석결과는 최대단면(最大斷面)에서의 변형측정치(變形測定値)와 잘 일치(一致)하였으나 수평변형(水平變形)과 심벽(心壁)에 생긴 응력에 있어서는 약간의 차이를 보였다. 수치해석과 측정치와의 비교(比較)로부터 얻은 본댐의 거동의 특징(特徵)은 심벽에서 비교적(比較的) 큰 시공침하(施工沈下)가 생겼고, 심벽의 토피하중(土被荷重)은 아아칭 효과에 의해 상당히 감소되었고, 또 양안부근(兩岸附近)에서는 수평변위(水平變位)가 커서 인장구역(引張區域)이 생길 수 있다는 것이다.

• 지질공학
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• 제18권3호
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• pp.245-255
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• 2008

제체의 안전진단을 위해 많이 적용되고 있는 전기비저항 탐사 자료 해석의 효율성을 높이기 위해, 제체의 상태에 따른 전기비저항 물성의 변화 양상을 실내시험 및 실측 자료의 분석을 통해 파악하였다. 이를 위해 제체의 심벽 재료와 유사한 성질을 가지는 kaolinite를 이용하여 압밀조건에 따른 비저항 변화를 살펴보았다. 그 결과, 일축 압축에 의하여 전단강도가 떨어지는 경우에는 함수량에 관계없이 비저항 값이 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 사실은 제체 내의 심벽부분에 공극이 크게 발달하는 경우, 함수량에 상관없이 비저항은 상승할 가능성이 있다는 것이다. 코어부의 누수 현상과 관련한 이러한 관측은, 단순히 비저항이 낮은 곳만을 탐지하는 것이 누수대역을 조사하는데 있어 목표가 되어서는 안 된다는 것을 암시한다. 또한 전기비저항 물성이 지반 강성도와 갖는 상관성을 파악하기 위해, 제체에 대한 시추를 통해 표준관입시험을 수행하였다. 마지막으로, 제체 보강을 위해 수행된 그라우팅 효과의 검증을 위해, 그라우팅에 따른 비저항변이 알고리듬을 제안하고, 실제 관측 자료와의 비교를 통해 알고리듬을 파악하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권11호
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• pp.51-60
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• 2016

본 연구에서는 필댐 심벽부 전단파 속도 주상도 결정시 심벽부 내부에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고 이러한 불확실성이 반영된 개별 댐 전단파 속도 주상도 모델 결정 방법을 제안하였다. 또한 국내 7곳의 필댐 심벽부에서 수행된 결과들을 이용하여 댐 사이에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의해 전단파 속도 주상도 결정시 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 개별 댐 심벽부 내부 및 댐 사이에 존재하는 물성치 공간 변동성에 의한 불확실성이 모두 고려된 국내 필댐 심벽부를 위한 전단파 속도 주상도 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 Sawada-Takahashi 모델과 비교하였으며, 김종태 등에 의해 제안된 모델과 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.73-83
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• 2006

댐 안정성 평가를 위하여 불포화 이론을 이용한 침투해석 기법이 널리 사용되고 있으나 지반의 불포화 거동에 대한 인식 부족과 실험절차의 번거로움으로 인하여 입력 물성치에 대한 체계적인 실험과 평가가 일반화되지 못하고 있는 실정이다. 지반의 불포화 수리특성은 변동성과 불확실성을 내포하고 있으며, 이는 침투수량 및 간극수압 분포 등 댐체 및 제방의 침투거동에 영향을 미친다. 본 연구에서는 댐의 심벽재료에 대한 함수특성곡선과 투수계수를 구하는 실내실험을 수행하였다. 그리고, 불포화수리특성이 댐체의 침투 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 입력물성의 확률론적 분포를 고려한 수치해석을 수행하였다. 해석결과 Fredlund와 Xing 함수특성곡선식과 Campbell의 투수계 수식에서 변수 a와 n은 값이 클수록, n과 p는 값이 작을수록 정상상태에서의 침투수량이 많았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권12호
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• pp.87-105
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• 2009

정규화 전단탄성계수 감소곡선(G/$G_{max}-\log\gamma$)과 감쇠비 곡선(D-$\log\gamma$)으로 표현되는 비선형 동적 변형특성은 현장 전단파속도 주상도와 함께 필댐의 동적 내진해석시 중요한 입력 물성치로 사용된다. 본 논문에서는 필댐 심벽부와 사력부 각각에 대하여 합리적이고 경제적인 비선형 동적 변형특성 산정 방법을 제시하였다. 심벽부의 경우, 기존 여러 연구 결과로부터 심벽부 구성 재료의 조건을 만족하는 정규화 전단탄성계수 감소곡선 111개, 감쇠비 곡선 98개를 확보하여 3개의 구속응력 영역(0~100kPa, 100kPa~200kPa, 200kPa 초과)에 대한 대표 곡선 및 범위를 제안하였고, 2종의 기존 댐 심벽부 시료에 대한 공진주 시험 결과와 비교하여 신뢰성을 확인하였다. 사력부의 경우, 자갈 등 입자가 큰 사석 재료에 대해 대형 시험장비를 이용하여 시험을 수행한 국외 연구 결과로 부터 정규화 전단탄성계수 감소곡선 135개, 감쇠비 곡선 65개를 획득하였다. 정규화 전단탄성계수 감소곡선은 3개의 구속응력 영역(50kPa 이하, 50kPa~100kPa, 100kPa 초과)에 대해 대표 곡선을 제안하였고, 감쇠비 곡선은 구속응력에 관계없이 하나의 대표 곡선으로 제안하였다. 또한 현재 시공중인 B댐의 사석 재료에 대한 결과와 비교하여 대표 곡선 및 범위에 대한 신뢰성을 검증하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권3호
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• pp.214-220
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• 2008

점토질의 중심코어부에 차수 역할을 의존하는 형식의 제체에 대한 안정성 검토에 자주 적용되는 B차원 전기비저항 탐사자료의 해석 시, 제체의 심벽 구조와 수위에 따른 왜곡 양상을 모델링을 통해 검증하였다. 3차원 구조인 제체의 해석을 주로 2차원으로 수행하는 과정에서 다양한 왜곡효과가 나타났다. 제체의 재료가 수평적으로 균질한 상태에서 수위와 연관지어 분석한 결과, 양안부보다는 제체 중앙부가 비저항 단면에서 수위선을 비교적 정확히 나타내며, 양안에 존재하는 지반 등 3차원 효과로 인해 양안부로 다가가면 수위선이 깊어지는 반응을 보였다. 또한 제체의 가장 외부구조인 채움재부의 경사가 일정할 때, 코어부의 경사가 급할수록 실제 수위와 비슷한 효과를 보였다. 코어부의 경사가 비슷할 때는, 외부 채움재부의 경사가 완만할수록 실제 수위와 비슷한 효과를 보였으며, 양안에서의 3차원 효과도 덜 나타났다. 채움재부의 경사가 급하면 2차원 역산 결과, 실제수위보다 더 깊은 위치에서 수위와 관련된 저비저항대를 지시하였으며, 양안에서의 3차원 효과가 크게 나타났다.