K-water, 세계 최대 원심모형실험센터 준공

[산업일보]
한국수자원공사(K-water, 사장 곽결호)가 대전 대덕연구단지 수자원연구원 안에 세계 최대 규모의 지반 원심모형실험시설(팔 길이 8.0m, 용량 600g·ton)을 구축하고 7일(목) 준공식을 갖는다.

이 실험시설은 총 100억여 원의 연구예산이 투입돼 완공됐다. 이 시설의 핵심인 지반 원심모형 시험기는 무려 7.5t 무게의 모형체 탑재가 가능하며, 팔 길이가 8m에 달해 시험의 정밀도를 크게 높일 수 있게 만들어졌다. 또한, 지상 층에 설치된 대형시험기로는 세계에서 유일한 것이다.

국가적 차원의 이공계 과학기술 인프라 구축이 절실한 시점에 준공된 이번 지반 원심모형실험센터는 우리나라 대형 건설프로젝트 및 수자원 분야의 기술과 경쟁력 제고에 획기적인 역할을 할 것으로 기대되고 있다.

지반 원심모형실험이란 실제 구조물의 크기를 축소해 모형체를 제작한 후, 이를 고속으로 회전시켜 원심력을 가하게 되면 회전속도에 따라 모형체 내부의 중력장 크기가 지구중력장의 수십∼수백 배까지 증가하는 원리를 이용했다.

축소된 모형 구조물을 실제 구조물과 동일한 자중(自重) 상태를 유지시킨다. 이후 실제 구조물에서는 인력으로 재현할 수 없는 외부조건(지진, 댐 및 제방 수위 증가 및 범람 등)을 모형 구조물에 설정한다. 이러한 외부조건에 대한 응답을 검토해 실제 구조물이 외부 조건에 처했을 때의 거동을 사전에 예측하는 실험기법이다.

원심모형실험을 이용하면, 123m 높이의 소양강댐을 약 60cm로 축소시킨 모형을 통해 댐 안전도 평가, 물성상태 조사, 지진 등 여러 재해에 대한 안정성 평가 등을 수행할 수 있다. 또한, 원심력을 이용해 모형의 중력장 크기를 지구중력장의 100배로 구현하면 실제 구조물에서 약 1년 동안에 발생되는 현상을 원심모형실험을 통해 단 10분 정도면 재현이 가능하다.

실제 원심모형실험은 항만·도로·상하수도·공항·댐을 비롯한 국가 기간 산업시설의 설계와 공사, 유지관리 등에 직접적으로 이용되고 있다. 건축, 지반 및 지질공학, 지하수 및 오염물 유동, 지진 안정성 평가, 폭파 시험과 같은 국방과학 분야 등에도 광범위하게 활용되고 있다.


한편, 7일 열리는 준공식에 이어 같은 자리에서 이를 기념하는 국제세미나가 함께 개최된다. 세미나에는 현재 대형 원심모형실험시설을 운영하고 있는 유럽, 미국, 일본의 관련 전문가를 비롯한 국내 전문가 및 학계 연구자들이 대거 참석할 예정이다.



미디어다아라 전은경 기자(miin486@daara.co.kr)