• Smart Structures and Systems
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• 제26권3호
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• pp.319-329
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• 2020

Structural damage to an arch dam is often of major concern and must be evaluated for probable rehabilitation to ensure safe, regular, normal operation. This evaluation is crucial to prevent any catastrophic or failure consequences for the life time of the dam. If specific major damage such as a large crack occurs to the dam body, the assessments will be necessary to determine the current level of safety and predict the resistance of the structure to various future loading such as earthquakes, etc. This study investigates the behavior of an arch dam cracked due to water pressure. Safety factors (SFs), of shear and compressive tractions were calculated at the surfaces of the contraction joints and the cracks. The results indicated that for cracking with an extension depth of half the thickness of the dam body, for both cases of penetration and non-penetration of water load into the cracks, SFs only slightly reduces. However, in case of increasing the depth of crack extension into the entire thickness of the dam body, the friction angle of the cracked surface is crucial; however, if it reduces, the normal loading SFs of stresses and joints tractions reduce significantly.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-31
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• 2018

본 연구에서는 시공이 완료된 CFRD에 대하여 담수시점부터 수위변화에 따른 댐 제체의 변형거동을 파악하기 위하여 현장 모니터링을 통하여 댐의 변위를 분석하고, 이를 수치해석 결과와 비교하였다. 담수에 따른 댐 정상 및 하류사면 제체의 거동을 계측한 결과, 축방향 수평변위, 상 하류측 수평변위, 침하가 대부분 초기 담수로부터 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때부터 발생하였다. 그 후 저수위 최고 상승시까지 변위가 진행된 후 수위에 관계없이 일정하게 수렴되는 양상을 보였다. CFRD에서 가장 중요한 역할을 하는 차수벽의 수평변위는 모든 지점에서 비슷한 양상을 보였다. 차수벽의 수평변위는 담수 전 외부온도의 영향으로 동절기에 증가하고 하절기에 감소하는 경향이 있었다. 또한, 담수 후 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때까지 변위가 증가한 후 수위상승과 함께 감소하는 경향을 보였다. 결과적으로 차수벽의 거동은 저수위 조건뿐 아니라 담수 후에도 계절적인 변화를 나타내며, 콘크리트 슬래브의 재료적인 특성 영향이 큰 것으로 판단된다. 수치해석 결과 댐 축조 후 최대 침하량과 발생 위치는 실제와 다소의 차이가 있었는데, 이러한 차이는 해석시 입력 매개변수의 추정, 축조일수 및 층 시공두께 등 다양한 설계와 시공의 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 그리고 전반적인 기간에 대하여 침하는 댐 축조기간 동안 대부분 완료되었고 담수 초기에 약간의 침하가 발생한 후 수렴되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권12호
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• pp.1235-1247
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• 2013

본 연구에서는 충주댐($2750{\times}10^6m^3$) 및 조정지댐($30{\times}10^6m^3$)을 포함한 유역을 대상으로 미래 기후변화가 댐 저수량에 미치는 영향을 분석하기 위해 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 활용하였다. 3지점의 9개년(2002~2010)동안의 자료를 이용하여 검보정을 실시한 결과 유출량에 대해서는 Nash-Sutcliffe 모델 효율(NSE)이 0.73으로, 두 댐의 저수위에 대해서는 0.86으로 나타났다. 미래 기후변화 시나리오자료는 IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제공하는 GCMs (General Circulation Models) 중 HadCM3 모델의 SRES(Special Report on Emission Scenarios)에 의한 B1과 A2 시나리오를 구축하였다. 미래 월별 기온과 강수자료는 과거 30개년(1977~2006, baseline period) 자료는 편의보정(bias-correction) 기법을 이용하여 오차보정 후, Change Factor (CF) method를 이용하여 상세화 하였다. 미래 연평균 기온은 2040s (2031~2050)에 $0.9^{\circ}C$, 2080s (2071~2099)에는 $4.0^{\circ}C$까지 증가할 것으로 예측되었고, 연평균 강수량은 2040s에 9.6%, 2080s에 20.7% 증가하는 것으로 나타났다. 과거 대비 미래 증발산량은 15.3%까지 증가하고, 토양수분은 최대 2.8% 감소하였다. 과거 9개년 평균 댐 방류스케줄에 따른 미래 댐 연평균 유입량은 가을철을 제외한 대부분 기간에 최대 21.1%까지 증가하는 경향을 보였다. 미래 가을철 댐 유입의 감소로 인해 현재 방류 패턴으로는 연말까지 결국 저수량을 회복하지 못하는 것으로 나타났다. 미래 풍수년과 갈수년에는 댐 저수량의 시간적 변동이 더욱 불안정해지므로 각각 저수량의 상향 및 하향 조정에 주의를 기울여야 한다. 따라서 기후변화 적응을 위한 댐 방류 패턴 조절이 필요하다고 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권6호
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• pp.747-760
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• 2018

In the present study, a methodology for developing fragilities of arch concrete dams to assess their performance against seismic hazards is introduced. Firstly, the probability risk and fragility curves are presented, followed by implementation and representation of the way this method is used. Amirkabir arch concrete dam was subjected to non-linear dynamic analyses. A modified three dimensional rotating smeared crack model was used to take the nonlinear behavior of mass concrete into account. The proposed model considers major characteristics of mass concrete. These characteristics are pre-softening behavior, softening initiation criteria, fracture energy conservation, suitable damping mechanism and strain rate effect. In the present analysis, complete fluid-structure interaction is included to account for appropriate fluid compressibility and absorptive reservoir boundary conditions. In this study, the Amirkabir arch concrete dam is subjected to a set of 8 three-component earthquakes each scaled to 10 increasing intensity levels. Using proposed nonlinear smeared crack model, nonlinear analysis is performed where the structure is subjected to a large set of scaled and un-scaled ground motions and the maximum responses are extracted for each one and plotted. Based on the results, fragility curves were plotted according to various and possible damages indexes. Discrete damage probabilities were calculated using statistical methods for each considered performance level and incremental nonlinear analysis. Then, fragility curves were constructed based on the lognormal distribution assumption. Two damage indexes were introduced and compared to one another. The results indicate that the dam has a proper stability under earthquake conditions at MCE level. Moreover, displacement damages index is more conservative and impractical in the fragility analysis than tensional damage index.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권10호
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• pp.109-119
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• 2007

CFRD 형식의 댐 건설이 증가함에 따라 CFRD 거동에 대한 보다 정확한 분석 및 평가가 필요하게 되었다. 수위 변화에 따른 댐 거동은 댐 설계자와 관리자의 주요 관심사이지만, 국내의 경우 관련 연구가 충분히 진행되지 않아 아직도 많은 경우 국외 사례에 의존하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 콘크리트 차수벽 강성이 서로 다른 세 가지 원심모형실험을 통해 수위변화에 따른 CFRD 거동을 정량적으로 평가하였다. 원심모형실험은 국내에서 운영 중인 D댐의 1/2크기의 원형으로 수행되었으며, 모형 준비, 설계, 모형 구축, 계측기 설치, 실험 절차를 상세히 제시하였다. 콘크리트 차수벽은 3 종류의 유리섬유판을 통해 모사하였으며, 비행 중 수위조절을 위한 특별히 장치를 고안하였다. 국내 외 댐 계측사례를 수집 정리하여 본 원심모형실험 결과와 비교하였으며, 그 결과 본 원심모형실험은 실제 댐 거동을 비교적 높은 정확도로 모사하였음을 확인하였다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2004년도 학술발표논문집
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• pp.65-65
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• 2004

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2004년도 학술발표논문집
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• pp.46-46
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• 2004

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2004년도 학술발표논문집
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• pp.63-63
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• 2004

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.3031-3040
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• 1995

• 전산구조공학
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• 제22권4호
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• pp.19-26
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• 2009