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세계최대 급경사지 산사태 실험시설 들어섰다
국립재난안전연구원, 울산에 최첨단 연구기반 마련
 
박찬우 기자   기사입력  2017/09/22 [18:27]

세계에서 가장 규모가 큰 급경사지 산사태 대비 실험시설울산혁신도시에 들어섰다. 이에 따라 산지 뿐 아니라 도심에서도 발생 위험성이 있는 산사태 피해를 줄이거나 사전 예방하는 데 효과를 거둘 수 있게 됐다.


행정안전부 국립재난안전연구원(원장 심재현)은 산사태 등급경사지 재해 피해를 줄이는 기술 및 한국형 급경사지 재난안전 기준 개발을위해 급경사지 최첨단 종합실험동을 울산 혁신도시에 구축했다.


종합실험동은 지난 3(14~16)간 총 76(건축 30, 연구장비 46)예산이 투입됐다. 세계 최대 규모 급경사지 붕괴모의 실험시설 인공강우 재현장치실험관제실지반물성실험실대형항온항습실로 구성되어 있다.


급경사지경사도가 34도 이상인 비탈면으로 평지에 비해 지반이취약하다 보니 산사태 등 재해가 발생하기 쉽다. 행정안전부에 따르면 전국에 약 13000개 소의 급경사지가 소재하고 있다.


급경사지 붕괴모의 실험시설은 400t의 급경사지 모형으로, 0~40°까지 경사 조절이 가능하며 최대높이 16m, 시간당 250mm 강우조건 하에서 붕괴 실험을 할 수 있다.


국립재난안전연구원은 종합실험동을 활용하여작년 태풍 차바당시산사태가 발생했던 울산지역의 붕괴피해 현장을 실규모로재현하여 21일 오후 붕괴실험*을 실시할 예정이다. 


실험 결과는 연구원이 개발 중인급경사지 재해 예경보 시스템분석 결과와 비교 연구를 통해, 급경사지 붕괴 피해를 줄이기 위한한국형 계측기준개발의 기초자료로 활용된다.


한편,국립재난안전연구원은우기에 산불 피해 지역 산사태 붕괴위험실증실험*등을 통해, 붕괴 위험 지역에 대한 예방 대책을수립했고일본 NIED(방재과학기술연구소)등 국내외 연구기관과지속적으로교류하고 있다.


또한, 국립재난안전연구원은 2020년까지 약 25억원의 예산을 들여급경사지 붕괴 재현 및 실증실험 기술개발, 실증실험 기반 한국형시설물 기준개선 및 관리기술 개발, 급경사지 재해 예경보시스템 구축 등 급경사지 재난 피해를 줄이기 위한 핵심기술 개발을수행해 나갈 예정이다.


심재현 국립재난안전연구원 원장은 최첨단의 종합실험동 구축으로체계적인 연구가 가능해졌다.”라며, “국내외 연구기관과 지속적인협력을 통하여 급경사지 연구 분야에서 중추적인 역할을 하겠다.”라고포부를 밝혔다.

 


급경사지 종합실험동 및 구축장비 현황


 
 
 < 실험동 현황 >
‣울산혁신도시 소재(’15.12월 건축 준공)
‣급경사지 붕괴모의 실험실, 지반물성실험실, 실험관제실로 구성(’16.11월 연구장비 준공)
< 세계최대규모 급경사지 붕괴모의 실험시설 >
‣토조크기: 폭 4.0m, 길이 21.0m, 높이 2.5m
‣경사조절(0∼40°)을 통해 다양한 현장조건 재현
‣경사조절용 유압시스템, 워크플랫폼 등으로 구성 
 
 
 < 인공강우 재현장치 >
‣강우강도: 10∼250mm/hr
‣모형사면 전 영역에 걸친 동일분포 강우 적용
‣펌프압 및 노즐교체로 다양한 강우사상 재현
 < 실험관제실 >
‣급경사지 붕괴모의 실험시설 및 인공강우재현 장치 제어 시스템
‣붕괴관찰 계측데이터 수집 및 영상촬영 시스템
 
 
 < 지반물성실험실 >
‣물성실험: 입도, 액․소성, 체가름, 비중, 함수비
‣역학실험: 직접전단, 일축압축, 삼축압축, 다짐
‣기타실험: 표준압밀, 투수, CBR, 들밀도 등
 < 대형 항온항습실 >
‣실험용 흙시료의 보관 및 보존 등
‣크기: 폭 3.7m, 길이 5.0m, 높이 2.9m
‣온도: 10℃∼50℃, 습도: 30%∼85%

 


태풍 차바”1주년 울산 급경사지 붕괴피해지역 재현 실증실험


□ 실험 개요
 ○ 실험목적: “태풍 차바”1주년, 울산지역 붕괴피해 재현실험
  - 붕괴피해지역의 실규모 재현 및 붕괴시의 붕괴메커니즘 규명
  - 실험결과 분석을 통한 한국형 계측기준개발의 기초자료 제공
 ○ 대상지역: 울산시 울주군 ○○면 일대
 ○ 실험일시: 9월 21일(목) 14:00~


 
 
 < 붕괴 전경-1 (’16) >  < 붕괴 전경-2 (’16) >

 


□ 강우조건
 ○ 붕괴사례 및 기상자료 분석
  - 전국 급경사지 재해발생지점 강우자료(’99~’13): 최대강우강도 136mm/hr
  - 태풍 차바 내습시 강우자료(’16.10월): 최대강우강도 139mm/hr
 ○ 선행강우, 유역면적에서의 유입을 고려하여 150mm/hr 강우강도 선정

□ 실험 단면 및 계측기 배치


 
 

                                        < 실험 단면 및 계측기 배치계획 >


우기시 산불피해지역 산사태 붕괴위험 실증실험


□ 실험조건
 ○ 우기시 응급조치여부에 따른 사면의 거동특성 분석
  - Case 1: 집중강우시 응급조치(우수차단막) 효과 분석
  - Case 2: 집중강우시 지표식생이 소실된 사면 거동분석
 ○ 모형축조
  - 층다짐: 각 층 50cm두께로 분할시공(총 20층)
  - 다짐도: 80%(인력+컴팩트 다짐)

□ 실험 결과
 ○ 빗물차단막 설치유무에 따른 사면거동
  - (미설치) 산불로 인해, 지표의 식생들에 의한 빗물 차단효과가 없어져, 호우 시작과 동시에 흙이 유실되고 땅이 파이면서, 약 4시간 정도에 최종 붕괴가 발생
  - (설  치) 2시간 이상의 집중호우에서도 그 형상과 안정성을 유지


 빗물차단막 미설치  
▲ 강우 개시 1시간 경과 후(150mm/h)    
 
▲ 강우 개시 4시간 경과 후(최종붕괴)    
 빗물차단막 설치  
▲ 빗물차단막 설치후 강우실험(150mm/h)    
 
▲ 실험종료 후 사면 형상(2시간 경과)    

 


 

급경사지 재해 예경보 시스템시범 운영


□ 급경사지 재해 예·경보 프로세스



□ 시스템 운영 예시


원본 기사 보기:safekoreanews
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기사입력: 2017/09/22 [18:27]  최종편집: ⓒ kungiin
 
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