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공학구조물과 지진위험

by @*ㅔqs! 2022. 5. 19.
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최근 10년간 이들 구조에 대한 수많은 연구들이 대만, 이란 미국, 일본, 중국 등에서 지질 학자와 토질 공학자 그리고 다른 팀에 의해서 계속 진행되어 왔습니다.  그래서 지진 발생과 관련된 많은 원인 들과 지진 위험을 줄이기 위한 계획들이 구체적으로 연구되고 있습니다. 거의 모든 계획에서 연구는 우선 그지역의 지질학적 역사의 가능 서어에 대한 세밀한 분석으로부터 시작됩니다. 그리고 연구의 마지막 단계는 최대 가속도 (또는 속도)와 설계를 위하여 적절하게 예지 되는 지진파의 지속시간을 계산하는 것입니다.  1971년 이후 미국에서는 핵  규제국이 핵 원자로 건설하려는 전 회사 들에 의 해서 만들어진 지진학적 평가의 타당성을 결정해야  하는  책임을 지고 있습니다. 그 지역의 지진학적 역사가 조사되어야 하며,  그 인근에서 일어나는 지진동의 확률에 관해서도 알아보아야 합니다. 일반적으로 오랜 기간 구조학적 역사와 지진 기록, 그리고 지방 토양과 암석의 성질, 가능한 운동 등을 토대로 부지 보고서는 두 종류의 지진을 정의하는 강진 동인자가 결정되어야 합니다. 지역적이고 국가적인 지진의 위험 지도를 그리면 구조물을 설계하고 지진 지역을 나누어 목적을 계획하는데 편리합니다. 그러나 지진이 있는 나라에서는 커다란 댐, 다리, 고속도로 , 석유시추선, 고층건물, 그리고 핵 원자로 같은 구조물들을 위하여 보다 더 특별한 지진 학적 부지 평가가 이루어져야 합니다. 그러한 것들을 세우기 위한 비용, 그리고 그들의 중요성은 너무도 커서 단지 광대한 지역의 위험 지도에만 의존한 평가는 신뢰될 수 없습니다. 어떤 특별한 지역에서 핵 원자로의 공학적 구상을 위한 든든한 기초를 설립하기 위해서 지질학적, 지진학적 과정들을 고려해 보아야 합니다. 점점 많은 국가들이 전기를 생산하기 위해서 핵 발전소를 건설해 운영해 오고 있습니다. 핵 원자로의 특별한 성질 때문에  그 위치와 설계는 공공의 건강과 안전을 위협하지 않도록 국가의 엄격한 법률에 따르기로 되어 있습니다. 지진이 많이 일어 나는 곳, 일본, 스페인, 이탈리아, 이란, 미국 등지에서는 국가 기관들이 세밀한 부지 평가를 개발시켰습니다. 첫째로 보다 덜 심각한 형태는 조작 기준 지진이라는 것입니다. 발전소의 설계는 이 지진동이, 조작자와 공중의 건강과 안전에 많은 위험을 주지 않으며, 원자로를 계속 운영하는 것을 방해할 정도로 충분히 강하지 않다는 사실을 확신해야 합니다. 둘째는 안전 폐쇄 지진이라 불립니다. 이러한 형태는 원자로의 구조와 성분이 , 강한 움직임 동안이나 그 후에도 계속 제 기능을 유지할 수 있도록 설계하는 최대 지진동으로 정의합니다. 그러나 급박한 요구 조건들은 원자로의 폐쇄 벽이 보존과 필요하다면 원자로의 안전하게 폐쇄시킬 능력을 확신하는데  필요합니다. 이러한 종류의 공학적 기술 연구를 외면하려는 결정은 최대한 신중을 필요로 합니다. 미국에서는 핵에 대한 사회 일분의 반대 단체 가 잘 만들어져 있어 원자로의 승인을 얻기 위해 요구되는 단계는 오랜 시가니 걸리고 , 비용이 많이 들며, 비  생산적인 것이 되어 왔습니다.  전 세계적으로 핵 원자로 부지의 객관성과 정확성에 대한 어떤 평가도 아직 이루어지지 않았습니다. 실제로 원자로 부지에서 지지이 일어나지 않고서는 그러한 것은 시기상조입니다. 아직 까지는 어떤 원자로도 7 이상의 지진 진도에 흔들 리지 않았습니다. 아주 커다란 지진이 원자로 또는 그 가까이에서 위험스러운 결과를 주지 않고 일어난다면 더욱 자신을 가질 수 있을 것입니다. 토양 공학적 연구 : 기초 토양에 관한 현장 보고서. 경사 불안정과 함몰에 대한 특별한 연구, 필요하면 강진 인자의 수정 지질학적 연구 : 지역 구조력과 변형의 양상 1000km 이내에서 주요한 지진 가능성 활단층의 그리기 단층의 종류 결정(경사 이동단층, 주향 이동단층 등) 단층을 따라서 일어난 최근 변위의 확실성 산사태, 부등 침하, 물의 범람 등 장소의 답사 지진연구 : 진앙 그리기, 역사 지진 기록의 결정, 부지 지역의 지진 진도 - 규모와 발생 빈도수 관계를 결정합니다. 규모 - 빈도수 관계식, logN = A -bM, 여기서 N은 단위 시간에 규모  M 이상의 지진 빈도수이고,  A(절편), b(기울기)는 상수입니다. 특히 기울기(b)는 어떤 지역의 지진의 특성을 나타내며, b 값이 작으면 큰 지진이 일어날 확률이 큽니다. 

최근에 있었던 북해의 석유 탐사는 그곳에서 지진으로 인한 위험이 있을지도 모른다는 의구심을 야기했습니다. 그 지역은 유라시아판의 활동적인 끝으로부터 상당한 거리가 떨어져 있고 또 지질학적 역사적 기록으로 본다면 지진의 영향이 아주 미소한 곳으로 나타나 있습니다. 그렇지만 과거에 있어서 작기는 하지만 타격을 준 지진들은 스코틀랜드와 남부 노르웨이 연안의 바다 밑에서 많이 일어났습니다. 송유관도 지진의 영향을 받기 쉬울 것입니다. 그래서 알래스카를 통과하는 1260km의 송유관은 지진의 위험에 견딜 수 있고 고안되지 않으면 안 되었습니다. 이런 송유관은 북극해의 프린스 윌리엄 해협에서 발데즈 항구 에이르기 까지 많은 지진 지대를 통과합니다. 파이프 들은 단층 교차점에서 큰 수평 변위의 지역 및 그들을 지탱하는 땅의 액화 상태, 그리고 파이프가 통과하는 지역에서 적절한 진도의 여러 가지 값에 견디도록  고안되어야만 했습니다. 가장 큰 지역적 지진이 스코틀랜드의 그레이트 글렌 단층을 따라서 일어났습니다. 왜냐하면 단층이 북동 방향의 북해 쪽으로 퍼져 나갔기 때문입니다. 그러므로 북해에서 사용할 시추 장비에 대한 설계는 적절한 지진동의 영향을 감안하는 것이 필요합니다. 물론 시추 장비에 대한 지진의 영향의 결과는 핵원자로만큼 그 피해의 범위가 광범위할 것 같지는 않습니다. 그러나 지진의 위험에 대한 평가는 노동자 생명의 보호와 자본 투자 및 환경 보호를 위해서도 경제적으로 요구되고 있습니다. 

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