• 제목/요약/키워드: rock-fill dam

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Pseudo seismic and static stability analysis of the Torul Dam

  • Karabulut, Muhammet;Genis, Melih
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제17권2호
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    • pp.207-214
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    • 2019
  • Dams have a great importance on energy and irrigation. Dams must be evaluated statically and dynamically even after construction. For this purpose, Torul dam built between years 2000 and 2007 Harsit River in Gümüşhane province, Turkey, is selected as an application. The Torul dam has 137 m height and 322 GWh annual energy production capacity. Torul dam is a kind of concrete face rock fill dam (CFRD). In this study, static and pseudo seismic stability of Torul dam was investigated using finite element method. Torul dam model is constituted by numerical stress analysis named Phase2 which is based on finite element method. The dam was examined under 11 different water filling levels. Thirteenth stage of the numerical model is corresponding full reservoir condition which water filled up under crest line. Besides, pseudo static coefficients for dynamic condition applied to the dam in fourteenth stage of the model. Stability assessment of the Torul dam has been discussed according to the displacement throughout the dam body. For static and pseudo seismic cases, the displacements in the dam body have been compared. The total displacements of the dam according to its the empty state increase dramatically at the height of the water level of about 70 m and above. Compared to the pseudo-seismic analysis, the displacement of dam at the full reservoir condition is approximately two times as high as static analysis.

수위가 변동하는 휠댐의 안정성 해석(I) (Seepage Analysis of Rock -fill Dam Subjected to Water Level Fluctuation)

  • 이대수
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권6호
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    • pp.65-78
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    • 1996
  • 한반도 중부지역에 위치한 청평양수발전소의 상부저수지는 준공후 16년이 경과한 사력댐으로 매일 수위 상승 및 저하를 경험하므로써, 제체의 거동이 일반 댐과는 달리 여러 가지 지반공학적 관심을 불러 일으키고 있다. 침투류에 대한 안정성을 판단하기 위하여 종래에는 심벽만을 대상으로 하여 저수지의 수위변동을 고수위 및 저수위의 두 경우로 고정시킨 정상상태의 해석을 주로 사용함에 따라 임의의 시간에서의 전체적인 침투현상 규명이 어려웠으나, 본 연구에서는 수위변동을 경계조건에 반영한 2차원 비정상류 유한요소해석을 댐 전체단면을 대상으로 수행하여 정상상태의 해석과 비교하였으며, 수위 변동에 따라 해당시간에서의 동수 경사, 침투력 벡타, 간극수압 등을 정량적으로 규명하였고, 산정된 침투수량을 계측치와 비필하였다. 그 결과 본 댐은 파이핑, 내부 침식 또는 제체 내부로의 투수 등에 대하여 안전하다고 판단된다.

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불리한 조건에서의 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐 설계 및 시공 (Study on Design and Construction of CFRD under Unfavorable Conditions)

  • 박동순;김형수
    • 지질공학
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    • 제16권1호
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    • pp.97-107
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    • 2006
  • 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐(CFRD; Concrete Faced Rockfill Dam)는 기존의 중심코어 형 락필댐(ECRD; Earth Cored Rockfill Dam)과 대별되는 우수한 구조적, 재료적 특성으로 현재 가장 널리 활용되는 댐 형식이다. 본 고에서는 불리한 조건에서의 CFRD의 설계와 시공에 있어 최근에 부각된 최신 기술들을 정리하여 향후 활용에 도움을 줄 수 있도록 하였다. 예를 들어, 연약한 암을 이용한 댐체 축조, sand-gravel fill, 연결 슬래브 공법, 충적층 기초의 처리 공법등에 대한 간략한 기술적 동향을 고찰하여 관련 기술자들의 이해를 돕고자 하였다.

Stability analysis on the concrete slab of the highest concrete-faced rock-fill dam in South Korea

  • Baak, Seung-Hyung;Cho, Gye-Chun;Song, Ki-Il
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제13권5호
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    • pp.881-892
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    • 2017
  • Design and management of concrete slabs in concrete-faced rock-fill dams are crucial issues for stability and overall dam safety since cracks in the concrete face induced by stress, shrinkage, and deterioration can cause severe leakage from the reservoir into the dam. Especially, the increase of dam height to a certain level to enhance the storage capacity and to improve hydraulic stability can lead to undesirable deformation behavior and stress distribution in the existing dam body and in the concrete slabs. In such conditions, simulation of a concrete slab with a numerical method should involve the use of an interface element because the behavior of the concrete slab does not follow the behavior of the dam body when the dam body settles due to the increase of dam height. However, the interfacial properties between the dam body and the concrete slab have yet to be clearly defined. In this study, construction sequence of a 125 m high CFRD in South Korea is simulated with commercial FDM software. The proper interfacial properties of the concrete slab are estimated based on a comparison to monitored vertical displacement history obtained from the concrete slab. Possibility of shear strength failure under the critical condition is investigated based on the simplified model. Results present the significance of the interfacial properties of the concrete slab.

물성치 변동성에 의한 불확실성이 고려된 국내 필댐 사력부를 위한 전단파 속도 주상도 모델 (Determination of Shear Wave Velocity Profile Model Considering Uncertainty Caused by Spatial Variation of Material Property in Rockfill Zone of Fill Dam)

  • 박형춘
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.29-36
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    • 2019
  • 본 연구에서는 필댐 사력부 전단파 속도 주상도 결정시 물성치 변동성에 의해 발생 가능한 불확실성을 평가하고, 평가된 불확실성이 반영된 국내 필댐 사력부를 위한 전단파 속도 주상도 모델을 제안하였다. 이를 위하여 평가된 불확실성을 바탕으로 국내 필댐 사력부에 존재 가능한 깊이-전단파 속도 곡선 400개를 결정하고, 이에 대한 통계분석을 통하여 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 곡선을 결정하였다. 결정된 곡선을 바탕으로 Burger 모델 형태의 깊이별 전단파 속도 상한과 하한 주상도 모델을 결정하였다. 결정된 모델은 국내에서 많이 사용되고 있는 Sawada-Takahashi 모델과 비교하였다.

표면파 탐사 기법을 이용한 락필댐 사력재의 전단파 속도 획득 (Evaluation of Vs profile of Rock-fill Zone using Seismic Surface wave Method)

  • 김종태;박헌준;김경섭;김동수
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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    • pp.101-106
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    • 2008
  • 댐체의 내진설계를 위해서 각 부분의 정확한 동적 물성치 산정이 매우 중요하다. 그러나 기존 국내 댐의 내진설계의 경우 합리적이고 경제적인 물성치 산정에 있어 많은 어려움이 있었다. 특히, 댐 전체 부피의 80%이상을 차지하며 강성유지에 주요한 역할을 하는 사력존의 경우, 현장 시험결과없이 가정 물성을 이용하여 해석을 수행하여 신뢰성 있는 결과를 도출하지 못하였다. 따라서 현장 실험을 통하여 사력재의 전단파속도로 대표되는 동적물성치를 효율적으로 획득해야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 표면파 탐사 기법을 사력부에 적용하여 락필댐 사력재의 전단파 속도를 도출하고자 하였다. 대표적인 표면파 기법인 SASW기법과 새롭게 개발된 HWAW 기법을 이용하여 2개 댐의 사력부에서 시험을 수행하여 전단파 속도를 획득하였으며, 결과의 비교를 통하여 향후D/B 제안의 가능성을 확인하였다.

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조립재료에 대한 MD 구성모델 캘리브레이션 연구 (A Study of MD Constitutive Model Calibration for Coarse-grained Soils)

  • 최창호;신동훈
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.63-72
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    • 2013
  • 필댐의 안정성은 댐 축조시 주재료로 활용되는 조립재료인 암석존(rock zone)의 공학적 거동에 의존하므로 조립재료인 rockfill 재료의 전단강도 뿐만 아니라 하중-변형 특성(stress-strain characteristics)을 보다 정확히 이해하여야 한다. 또한, 댐 제체의 거동을 예측하고 수치해석적으로 분석하기 위해서는 조립재료의 거동을 모사하기에 적합한 구성모델을 활용하기 위한 물성값 분석 및 모델 파라미터의 캘리브레이션 연구가 필요하다. 본 논문에서는 부항댐 제체 재료에 대한 대형삼축압축 실험결과를 분석하고 이를 기반으로 조립재료에 대한 구성모델 파라미터들을 분석하였다. 부항댐 제체 재료를 고밀도와 저밀도로 구분하여 시료를 제작하고 다양한 구속압으로 수행된 실험결과와 캘리브레이션 된 구성모델 시물레이션 결과를 상호 비교한 결과 MD 모델이 조립재료의 응력-변형률 거동을 효과적으로 모사할 수 있음을 파악하였다.

표면차수벽형사력댐의 침투거동에 관한 연구 (Study on Seepage Behavior of Concrete Faced Gravel-Fill Dam)

  • 조성은;김기영;박한규;하익수
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.836-841
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    • 2008
  • CFRD (Concrete Faced Rockfill Dam) has been world-widely constructed due to a lot of advantages compared with rockfill dam and recently, sand/gravel materials, instead of crushed rock materials, are also utilized as a main rockfill material to overcome geological and environmental problems. In this paper, the process of water infiltration into the originally unsaturated sand/gravel-fill dam is studied using two-dimensional saturated-unsaturated seepage theory. According to the results of seepage analysis, if the effective drainage zone is installed in the dam, the reservoir water infiltrate into the dam along a downward flow path towards the lower drainage area. The main body constructed with sand/gravel materials, therefore, remains unsaturated.

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대형 오이도미터 시험을 통한 Rockfill 재료의 압축성 평가 (Evaluation of Compressibility of Rock Fill Materials by Large-Scale Oedometer Tests)

  • 김범주;신동훈;전제성;임정열
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.627-632
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    • 2005
  • In this study, a series of large-scale oedometer tests was performed to investigate the compressibility of rock fill materials. The testing samples were prepared to have three different grain size distributions and for each distribution, exist in two different states(dried and saturated). The test results indicated that particle breakages occurred mainly for the particles larger than 4.75mm in size and increased with increasing grain sizes. Also, it was found that, for a dry sample as it became well-graged, its compressibility decreased and accordingly, its tangent constrained modulus increased. A comparion between the samples in dry and saturated states revealed that compressibility of the materials increases with increasing water content. The values of tangent constrained modulus calculated for the tested dry samples were larger by about 10 to 20%, on average, than those for the saturated samples.

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