A Study on the Behaviour of an Earth and Rockfill Dam Due to Reservoir Water

The behaviour of an earth and rock-fill dam is complicated due to reservoir water and various materials in zoned dams. Different materials with a wide range of permeability and seasonal variation of reservoir water result in the time dependent post-constructional behaviour. In aged dams it is often required to control water level to keep the dams safe. In this case information on the post-constructional dam behaviour is important. However, present geotechnical knowledge does not fully support the occasion. In this study the post-constructional behaviour of a dam is investigated using coupled finite element models for series of idealized water reservoir cases: impoundment, draw down, seasonal fluctuation with different rising and falling speeds. Numerical results were analysed in respect of geotechnical parameters such as load transfer, hydraulic fracturing potential and stress paths. It is shown that the control of water level is an important factor while operating dams.

저수변화에 따른 사력댐의 거동 연구

사력댐은 점토부터 사석에 이르는 다양하고 복합적인 재료로 구성되어 있고, 이에 따른 제체의 투수성 차이 등으로 인해 건설 후의 거동양상은 아주 복잡하게 나타난다. 특히, 건설 이후 계절적 강우 차이로 야기되는 수위변화는 댐의 거동변화를 야기하며, 이런 특성들은 결과적으로 건설 후 댐 거동의 정형화를 어렵게 한다. 건설 후 댐의 거동은 저수위의 변화, 제체침투 등으로 인해 시간 의존적이며 이러한 거동이 건설 후 댐의 열화현상과 어떠한 관계가 있는가를 조사해보는 것은 중요한 의미가 있다. 건설 후 댐 거동정보는 댐 관리는 물론 설계에도 아주 유용한 정보로써 활용될 수 있다. 본 연구에서는 건설 후 발생 가능한 다양한 수위변화조건을 담수, 수위하강, 반복수위의 형태로 이상화하고, 수위변화속도에 따른 시간의존성 거동을 모델링하기 위하여 변위-간극수압의 결합방정식을 이용한 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과는 하중전이, 수압할렬의 가능성, 응력경로 변화 등의 관점에서 분석하였다. 본 연구결과로부터 실제 댐파괴 사례로부터 발견되는 지반공학적 문제에 대한 정량적 이해와 건설 후 댐관리에 있어 댐에 잔존하는 역학적 능력을 고려하여 수위를 제어하는 것이 중요함을 확인하였다.