최근 제체 등의 수자원시설물에 대한 안정성 검토를 위해 전기비저항 탐사가 많이 수행되고 있다. 본 연구에서는 전기비저항 조사를 통해 제체의 안정성을 검토하고자할 때, 제체의 3차원 형상에 의한 효과를 정확히 분석하여야만 손상 구간을 파악할 수 있음을 제시하고자 한다. 이의 검토를 위해 3차원 전기비저항 모델링을 통해 3차원 형태의 제체 모양을 수치모델로 구현하고, 제체 내부의 상태에 따른 겉보기 비저항과 역산 결과를 분석하였다. 또한 실제 3차원 곡면 형태를 가진 제체에서 전기비저항 탐사를 수행하여 그 결과를 분석하였다. 그 결과, 단순히 2차원으로 해석하였을 때 이상대로 추정되었던 구간이, 실제로는 3차원 곡면에 의한 기하학적 효과였음이 밝혀졌으며, 3개월 뒤에 수행된 우기의 추가 조사와 추후 일부 굴착을 통하여 제체의 내부가 안전한 상태임을 확인하였다.

혼성제 케이슨에서 발생 가능한 활동, 전도 그리고 편심 경사하중에 의한 마운드 지지력에 대한 안정성을 다중 파괴모드 개념으로 해석하였다. 먼저 결정론적 해석에서는 활동 및 전도 그리고 마운드 지지력에 대한 한계 상태방정식을 이용하여 최소 안전율을 만족하는 혼성제 케이슨의 최소 단면을 산정할 수 있는 식을 유도하였다. 입사조건 및 마루높이 그리고 설치수심에 따른 결정론적 해석 결과에 의하면 활동 파괴모드와 마운드 지지력 파괴모드 간 상충이 발생되었다. 따라서 혼성제 케이슨의 설계단면을 결정론적으로 산정하는 경우에도 활동뿐만 아니라 전도와 마운드 지지력에 대한 다중 파괴모드를 동시에 고려하여야 한다. 한편 확률론적 해석에서는 활동에 의하여 결정된 단면에 대하여 다중 파괴모드에 대한 시스템 신뢰성 해석을 수행하였다. 혼성제 케이슨의 다중 파괴모드에 의한 제체의 시스템 파괴확률이 입사조건에 따라 매우 다르게 거동하는 것을 알 수 있었다. 또한 마루높이와 설치수심이 증가하여도 제체의 시스템 파괴확률이 증가하는 경향이 나타났다. 특히 시스템 신뢰성 해석의 일차 해석모형과 이차 해석모형의 결과들은 본 연구에서 수행된 조건들에서는 일치되는 거동 특성을 나타냈다. 그러나 파괴모드 사이의 상관성을 올바로 고려할 수 있는 이차 해석모형의 결과가 더 높은 정도를 갖는다. 다만 파괴모드 사이에 파괴확률이 상대적으로 크게 차이나는 경우에는 일차 해석모형도 간편하게 사용할 수 있다.

우리나라 저수지의 과반수 이상은 축조된지 60년 이상이 경과된 노후 저수지로, 경시적 열화에 의한 내구성 감소 및 붕괴 위험 증가, 퇴적토사 축적에 따른 유효저수량 감소 등 안전 및 기능상의 문제점을 내포하고 있다. 이와 같은 상황에서, 범지구적 이상기후 현상에 의한 집중호우의 빈도가 증가하고 있어 노후 저수지의 재개발이 시급한 실정이다. 저수지의 증고는 이와 같이 재해에 취약한 노후 저수지를 보수하는 유효한 방법이며, 저수량을 제고하여 수자원 확보 및 풍수해 대비능력 강화효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 현장응력상태 및 월류를 재현한 원심모형실험을 통하여 증고 및 비증고 제체의 안정성을 평가하였다. 그 결과, 비증고 제체의 월류 발생시 하류측에 대규모의 파괴가 발생하는 반면, 동일 수위에서 증고 제체는 안정성을 확보함을 알 수 있었다. 따라서, 기후변화 대처 및 저수량 증대를 도모하기 위해 증고를 통한 노후 저수지의 재개발이 필요한 것으로 판단된다.

The local displacement in the downstream of the embankment dam has been observed since the 2nd precise inspection was investigated. It appears that this displacement is caused by the differential settlement on the different properties of the zone during the construction. Therefore, using the advanced inspection method of the 3D scanning determines whether to proceed with the displacement. In this study, reviewing a field application and analyzing results of the 3D scanning method are drowned a conclusion for improvement in the inspection and maintenance method on the Rock-fill type embankment dam.

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.