저수지 보강 전과 부분보강, 전면보강 모형실험 3개 CASE와 지진파 4개(Ofunato 지진파, Hachinohe지진파, 경주지진파, 포항지진파)를 적용하고 제방모형에 11개의 가속도 가속도계를 설치한 후 실험하여 총 12가지의 실험 CASE를 확보하였다. 그 리고 진동대 실험은 진동을 주면 지반이 흐트러진 상태가 되기 때문에 실험의 신 뢰성을 높이기 위해 진동대 실험을 한 후에는 모형을 허물고 조성하는 작업을 반 복하여 총 36번의 실험을 실시하고 이 중 지진파형이 제일 뚜렷한 데이터를 검토 대상으로 선정하였다.
가속도계의 설치 적정성과 성토층의 다짐도 등에 따라 가속도 측정값이 달라지므 로 최대한 많은 실험을 하여 신뢰성을 높이고자 하였다. 실험 순서는 Ofunato지진, Hachinohe지진, 경주지진, 포항지진 순으로 진행하였다.
가속도 계측값의 시간이력은 단순히 계측값을 보여주기만 할 뿐, 구조물의 입장 에서 어느 부분에서 얼마 정도의 가속도 증폭이 발생하는지 정확한 경향 분석은 어렵다. 구조물의 입장에서 가속도 증폭경향은 스팩트럼 가속도(Spectral acceleation)을 통해 해석하는 것이 일반적이고 많은 진동대 실험 연구에서 이용되고 있지만 가속도 계측만의 분석은 이루어지지 않고 있다. 이는 최근 저수지 가속도계 데이터의 활용이 미비한 이유이기도 하며 국내 연구실적의 부족으로 인한 이유이기도 하다.
그림 4.2는 지진파별 가속도 시간이력을 겹쳐서 지진이력을 시각적으로 비교할 수 있도록 하였으며, 제방에서 가속도 증폭이 가장 크고 취약한 중심부(댐마루부) 가속도계(ACC11)의 응답가속도 그래프를 활용하였다. 지진입력 시간은 지진파별로 다양하나 그래프 겹침을 위해 일부 조정을 하였다. 계측 그래프상 어느 부분에서 지진별로 Peak점이 어느 시점에서 발생하였는지 자세히 볼 수 있도록 지진파 증폭이 큰 부분을 확대하여 설명하였다. 제방조성 3CASE(사석 무보강, 부분보강, 전면보 강)와 4개의 지진파에 대해 가속도 계측 그래프를 동일한 파형에 따라 그래프를 중 복시켜 보고자 하였는데, 모든 지진파의 그래프 중복이 이루어졌다. 그러나 노이즈나 증폭현상이 심한경우 그 경향성을 파악할 수 있었으나, 선명하진 않았다. 4개의 파형 중 Ofunato지진파와 Hachinohe지진파의 경우가 그러하였고, 경주지진파와 포항지 진파의 그래프는 경향성이 선명하였다.
Ofunato지진파는 단주기 성분의 파형으로 전반적인 가속도 계측 그래프의 두께는 다른 3개의 지진파를 가진한 경우보다 두꺼웠고 보강 전후면에서는 가속도 증폭 감
소가 일어났다. 이는 단주기 지진시 다른 CASE보다 사석 보강으로 인한 가속도 증폭 감소 효과가 더 높다는 것으로 판단된다.
Hachinohe지진파를 가진한 경우의 응답가속도가 다른 지진파를 가진한 경우보다 더 크게 증폭됨을 확인하였다. 이는 Hachinohe지진파의 가진시간이 30초 이상으로 장주기 성분이 강하기 때문으로 판단된다.
Gyeongju지진파를 가진한 경우 Pohang지진보다 주기는 짧고 피크점은 높게 측 정되었으며, 경주지진파가 단주기 성분이 강하고 지진규모가 5.8로 포항지진의 규모 5.4보다 높은 지진이기 때문에 나온 것이라 판단된다.
Pohang지진파는 러닝타임이 30초 이상인 장주기 성분이 있는 파로 계측 그래프는 지속성이 강하였으나, 피크점이 입력 지진파들 중 가장 작은 계측값을 보였다. 이는 지진규모가 5.4로서 Ofunato지진(규모 7.0), Hachinohe지진(규모 7.2), Gyeongju지 진(규모 5.8)에 비해 제일 작은 규모이기 때문이라고 판단된다.
종합적으로 모형제방 중심부(댐마루부, ACC11)의 시간이력에 따른 응답가속도에 대한 경향분석으로는 사석 무보강과 부분보강시, 전면보강시의 가속도 반응은 감소 되는 경향을 확인할 수 있었고, 지진파별 측면에서는 단주기 지진파인 Ofunato지진 파와 Gyeongju지진파보다 장주기 지진파인 Hachinohe지진파과 Pohang지진파에서 구조물에 지속적인 영향을 주는 것을 확인할 수 있었다.
(a) Ofunato지진파 가진할 경우
(b) Hachinohe지진파 가진할 경우
그림 4.2 모형제방 중심부(ACC11) 시간이력 응답 가속도(계속)
(c) Gyeongju지진파 가진할 경우
(d) Pohang지진파 가진할 경우
그림 4.2 모형제방 중심부(ACC11) 시간이력 응답 가속도