대형 필댐의 동적 원심모형시험기법에 대한 고찰

Dynamic Centrifuge Testing Method for Large Embankment Dams: Limitations and Alternative Methods

대규모 필댐의 강진에 대한 구조물의 성능과 안전은 신규 건설사업 또는 시설물의 관리에서 중요한 요소이다. 보통의 공학 실무에서 설계의 검증이나 내진성능평가는 수치적 모사기법이 널리 활용되나 축소 모형을 이용하는 물리모형실험 또한 활용될 수 있다. 일반적으로 축소모형시험은 엄밀한 상사법칙에 따라 설계하고 수행하는데, 그러나 장비의 특성, 경계효과, 원형구조물의 특성 등 다양한 제약조건에 따라 일반적인 상사법칙의 적용이 어려운 경우도 있다. 본 논문에서는 이러한 물리모형실험의 제약사항을 살펴보고 대형 필댐의 지진응답거동 모사에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 이러한 제약사항을 극복하기 위한 대안적 모사기법을 소개하고, 대형 필댐에 대한 원심모형실험 결과를 통하여 해당 모사기법의 적용성을 평가하였다.

The performance and safety of large embankment dams subjected to strong earthquake ground motion is one of the major risks in new construction projects. The design and performance of the structure are generally verified by numerical methods in most of engineering practice, and reduced scale physical modeling is often carried out for the same purpose. In general, physical model tests are designed and carried out according to rigorous scaling principles. However, it is sometimes difficult to follow these principles due to various limitations; equipment, boundary conditions, characteristics of prototype structures, etc. This paper reviews the limitations of physical modeling and its effects in seismic performance evaluation of large embankment dams. It also introduces alternative modelling and testing methods to overcome the limitations. A test with a reduced scale embankment dam model have been carried out to examine the limitations and to verify the applicability of alternative modeling method.