Damages of large embankment dams by recent strong earthquakes in the world highlight the importance of seismic security of dams. Some of recent dam construction projects for water storage and hydropower are located in highly seismic zone, hence the seismic performance evaluation is an important issue. While state-of-the-art numerical analysis technology is generally utilized in practice for seismic performance evaluation of large dams, physical modeling is also carried out where new construction technology is involved or numerical analysis technology cannot simulate the behavior appropriately. Geotechnical centrifuge modeling is widely adopted in earthquake engineering to simulate the seismic behavior of large earth structures, but sometimes it can’t be applied for large embankment dams due to various limitations. This study proposes a dynamic centrifuge testing method for large embankment dams and evaluated its applicability. Scaling relations for a case which model scale and g-level are different could be derived considering the stress conditions and predominant period of the structure, which is equivalent to previously suggested scaling relations. The scaling principles and testing method could be verified by modified modeling of models using a model at different acceleration levels. Finally, its applicability was examined by centrifuge tests for an embankment dam in Korea.

In order to verify the reliability of numerical site response analysis program, both soil free-field and base rock input motions should be provided. Beside the field earthquake motion records, the most effective testing method for obtaining the above motions is the dynamic geotechnical centrifuge test. However, need is to verify if the motion recorded at the base of the soil model container in the centrifuge facility is the true base rock input motion or not. In this paper, the appropriate input motion measurement method for the verification of seismic response analysis is examined by dynamic geotechnical centrifuge test and using three-dimensional finite difference analysis results. From the results, it appears that the ESB (equivalent shear beam) model container distorts downward the propagating wave with larger magnitude of centrifugal acceleration and base rock input motion. Thus, the distortion makes the measurement of the base rock outcrop motion difficult which is essential for extracting the base rock incident motion. However, the base rock outcrop motion generated by using deconvolution method is free from the distortion effect of centrifugal acceleration.

본 연구는 원심 모형 시험을 위한 동적 현장 지반의 모사 기법을 제안하였다. 현장지반 모사를 위해서 현장 지반의 층상구조 및 전단파 속도 주상도에 대한 자료를 바탕으로 모형시료를 조성하고, 구속압 별 공진주 시험을 수행하였다. 그리고 공진주 시험을통하여 지반의 특성계수와 구속압 영향계수를 구하고, 모형 지반의 전단파 속도를 예측하였다. 이를 현장의 전단파 속도 주상도와 비교하여 시료 조건을 결정하였다. 그리고 결정된 시료 조건을 바탕으로 원심모형시험 모델을 제작하고, 인-플라이트 상태에서 벤더 엘리먼트시험을 수행하여 제안된 기법의 타당성을 검증하였다. 그리고 대형지진시험이 수행된 적이 있는 대만 화련의 현장 지반을 대상으로 축소모델링 기법을 적용하였다.

Waterside structures such as dams or levees are essential for flood protection, and flood induced failures of such structures can cause serious damages. Real-time safety prediction can prevent most of the damages to inland or the consequential economic damages induced by flood hazards. This study introduces a method of real-time safety prediction by evaluating the correlation between numerical simulation, real-time measurement, and geo-centrifuge data.

지하역사의 대부분은 지진에 대비한 내진설계가 거의 수행되지 않음으로 인하여 일정규모 이상의 지진이 발생할 경우 대규모 인명 및 재산피해가 우려된다. 지중구조물인 지하역사의 신뢰도 높은 내진성능 평가를 위하여 지진하중 재하 시 지반과 구조물의 상호작용이 고려된 거동의 고찰과 검증이 요구된다. 이에 본 연구에서는 수도권 소재의 실제 지하역사에 대하여, 상사비 1/60 스케일의 축소모형 지하역사 구조물 시험체에 장주기인 Kobe지진파와 단주기인 Northridge지진파를 적용한 원심모형 진동대 시험을 수행하였다, 원심모형시험결과와 응답변위법, 동일단면에 대해 SHAKE91에 의한 지반 및 구조물의 상대변위, 구조물의 모멘트에 대하여 비교․분석함으로써 지하역사의 내진성능을 평가하고자 하였다.

본 연구에서는 원심모형시험기를 이용하여 강원도 강릉시 소재 장현 저수지의 축소 모형에 대하여 월류 시 제체의 붕괴 거동 특성을 파악하고, 제체보호공법을 고찰하였다. 원심모형시험 시 모형 단면은 1/50로 축소하여 축조하였고 LVDT, 간극수압계를 설치한 후 월류시험을 수행하였다. 월류시험은 차수매트 보강방법에 따라 미설치 시, 상류사면 및 제정부근 설치 시, 상하류 사면 전체 설치 시 등으로 나누어 수행되었다. 원심모형시험 결과 차수매트 설치 시 제체의 세굴과 토사의 유출을 방지할 수 있다는 것을 확인하였으며, 특히 차수매트의 보강을 최소한으로 한 상류사면 및 제정부근 설치 시에 하류사면의 유실은 불가피하게 발생하지만 상·하류방향으로 발생되는 제체의 절단은 막을 수 있는 것으로 나타났다. 앞으로 자치단체 소관 소규모 저수지에서 집중호우로 인한 월류 상황 발생을 사전에 예측하여 제체보호공법을 적용한다면 우기 시 빈번하게 발생하던 저수지 붕괴 사고는 막을 수 있을 것이라 사료된다.