DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of the Seismic Stability of Fill Dam by Shaking Table Tests

진동대 시험을 통한 Fill Dam의 내진 안정성 평가

  • Received : 2011.11.14
  • Accepted : 2011.12.18
  • Published : 2011.12.30

Abstract

In order to understand evaluation of the seismic stability of a fill dam, we made chambers of 1:100, 1:70, and 1:50 (the ratio of the miniature), considering the law of similarity based on drawings of three representative cross sections. And we measured an increase in acceleration, excess pore water pressure, and vertical/horizontal displacement after applying Hachinohe wave (long period), Ofunato wave (short period), and artificial wave, complying with the domestic standards, in order to evaluate the stability and interaction between the ground, the structure, and fluids based on the measurements. As a result, we could observe that displacement of the target cross section was relatively small compared to the allowed level of 30 cm, ensuring proper stability for an earthquake. Regarding the acceleration measurements, the increase rate was 20% for Hachinohe wave and Ofunato wave but 30% for the artificial wave. With respect to the excess pore water pressure, it was lower than 1 (which is the permissible ratio for liquefaction) ensuring proper stability as well.

본 연구에서는 흙 댐 구조물의 지진저항 특성을 파악하기 위하여 3가지 대표단면을 기초로 하여 축소모형의 비율에 해당하는 상사법칙을 고려하여 각각 1:100, 1:70, 1:50으로 토조를 제작하였다. 그리고 국내 설계기준에 준하여 장주기인 Hachinohe파, 단주기인 Ofunato파, 인공지진파를 가진하여 각 단면에 대해 가속도변화, 과잉간극수압, 수직 및 수평변위를 측정하고, 측정된 결과를 통하여 지반-구조물-유체의 상호작용에 따른 안정성을 평가하였다. 시험결과 시험 대상 단면의 변위는 지진 시 허용변위량 300mm에 비해 비교적 작은 변위로 지진 시 안정성을 확보하였다. 가속도 계측결과 Hachinohe파, Ofunato파는 할증률 20%정도로 평가되었지만 인공지진파는 할증률 30%정도로 평가되었다. 과잉간극수압비 측정결과 액상화 평가기준인 과잉간 극수압비 1이하로 모형단면은 액상화에 대해 안정성을 확보하였다.

Keywords

References

  1. 국토해양부 (1997), 내진설계기준연구(II). 2장 내진설계성능기준.
  2. 국토해양부 (2005), 댐 시설 기준, 11장 내진설계.
  3. 박인준, 김승욱, 장웅희, 김현태, 유찬호 (2006), "국내 저수지 댐의 내진 성능 평가", 한국지반환경공학회 논문집, 제7권, 제6호, pp.89-100.
  4. 신은철, 강현회, 김태진, 채영수, 박정준 (2011), "지진하중에 의한 방수제 구조물의 내진성능 평가를 위한 실험적연구", 한국토목섬유학회 논문집. 제10권, 제3호, pp.53-62.
  5. 전남수, 최명진, 권오균, 김동수 (2006), "1g 진동대실험과 전산해석에 의한 모형실험의 Size Effect에 관한 연구", 대한토목학회 정기학술대회 논문집, pp.4116-4119.
  6. 황성춘 (2005), "진동대 시험을 이용한 콘크리트 댐의 동적거동 특성 연구", 한국소음진동공학회 논문집, 제15권, 제7호, pp.806-812.
  7. Gutenberg, B. and Richter, C. F. (1956), "Earthquake Magnitude: Intensity, Energy, and Acceleration", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol.46, pp.104-145.
  8. Iai, S. (1989), "Similitude for Shaking Table Tests on Soil-Structure-Fluid Model in 1g Gravitational Field", Soils and Foundations, JGS, Vol.29, No.1, pp.105-118. https://doi.org/10.3208/sandf1972.29.105
  9. Kramer, S. L. (1996), Geotechnical Earthquake Engineering, Prentice Hall, pp.46-50.
  10. Maymand, P. J. (1998), Shaking table tests of nonlinear soil-pile-superstructure interaction in soft clay, Ph.D Thesis, University of California, Berkeley.
  11. Whitman, R. V. and Liao, S. (1985), Seismic design of retaining wall, Miscellaneous paper GL-85-I, U.S. Army Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, Mississippi.
  12. Yoshimi, Y. and Oh-oka, H. (1973), "Ring Torsional Apparatus for Simple Shear Tests", Proc. 8th ICSMFE, Vol.1, pp. 501-506.