A core zone of a fill dam is an important part of a dam which is in charge of cut off of water, therefore, understanding material properties and behavior characteristics of a core zone is a very important factor in an analysis of dam stability. However, cases related with verifying material properties of a real dam core are very rare until now, and the material properties is being acquired or predicted by indirect methods like a surface wave surveying or estimation equation.
In this research, in-situ and laboratory tests by various and direct methods were conducted during dismantling a real dam, therefore, characteristics of a core zone according to the depth and time variance of the material properties after construction of the dam were studied by the tests. Dynamic material properties like shear wave velocity and shear modulus of a real dam core were acquired, and they were compared with the other literatures and existing estimation equations. Also, aging characteristics of dynamic material properties were acquired from a laboratory aging test.
The result of an in-situ hydraulic fracturing test using a real dam body matched up with the existing research cases considerably, and the relationship of confining pressure and hydraulic fracturing pressure was verified. Also, failing shape by hydraulic fracturing was observed directly during dismantling the dam.
필댐의 Core Zone은 댐의 차수 기능을 담당하는 가장 중요한 부위로 Core 재료의 물성과 거동 특성을 파악하는 것은 댐 안정성 분석에 있어서 아주 중요한 요소이다. 그러나 현재까지 운영중인 실제 댐 Core 재료의 물성을 확인한 사례는 극히 드물며, 표면파 탐사 등의 간접적인 방법으로 물성을 파악하거나 추정식에 의해 예측하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 실제 운영중인 댐체을 해체하는 과정에서 다양하고 직접적인 방법으로 현장 및 실내실험을 실시하였고, 이를 통하여 Core Zone의 심도별 특성과 건설후의 시간적 변화 특성을 연구하였다.
실험결과 Core 재료의 일반적인 토성은 큰 변화가 없었으나, 역학적 특성인 강도정수의 경우 내부마찰각은 증가하였고, 점착력은 감소하였다. 또한 투수계수는 증가하는 경향을 보였다. 전단파 속도와 전단탄성계수 등의 동적물성치의 경우, 그간의 연구 사례나 D/B와 비교할 때 다소 차이를 보여 실제 댐 Core의 보다 정확한 특성을 반영하기 위해서는 기존 추정식 및 D/B 등의 보완이 필요한 것으로 확인되었다.
또한, 동정물성치의 Aging 특성의 경우 시간에 따라 증가하나 그 증가율이 감소하여 어느 일정한 값에 수렴하는 경향을 보였다. 실제 댐체을 사용한 수압할렬 현장실험 결과에서는 기존 연구 사례와 비교적 일치하는 경향을 보이며, 구속압과 할렬압과의 관계를 확인할 수 있었으며, 댐 해체시 수압할렬 파괴 형상을 직접 관찰할 수 있었다.
