KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Stability Evaluation on Particle Size Characteristics of Bed Materials at High-Velocity Flow

고유속 흐름에서 하상재료의 입도특성에 따른 안정성 평가연구

  • 김광수 (명지대학교 토목환경공학과) ;
  • 정동규 (인제대학교 환경공학과) ;
  • 김영도 (명지대학교 토목환경공학과) ;
  • 박용성 (서울대학교 건설환경공학부)
  • Received : 2019.10.30
  • Accepted : 2020.12.23
  • Published : 2021.08.01
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Abstract

In general, domestic streams and rivers are composed of alluvial rivers consisting of sand and gravel beds. These rivers can cause erosion and riverbed changes due to sudden changes in flow rates, such as floods, torrential rains, and heavy rains. In particular, there are various types of erosion, such as contraction erosion caused by changes in river shape, or local erosion occurring around obstacles such as piers, abutments or embankments. In addition, river changes can occur in various forms, such as static or dynamic periods, due to limitations such as flow rate, velocity, and shear stress. This study focused on the erosions of embankments directly related to human casualties among various river structures, and evaluated limit velocities and critical shear stress in order to identify changes in strength of natural materials by identifying the characteristics of natural hoan materials and resistance to erosions. In particular, the limitations of materials according to the type of materials in the river, characteristics of particles, and size of particles were studied using Soil loss, which is a change in the volume of the revetment material, and it is intended to be used as basic data for river design and restoration.

일반적인 국내 하천은 모래, 자갈하상으로 이루어진 충적하천으로 구성되어 있다. 이러한 하천들은 홍수나 집중호우, 폭우등의 급격한 유량변화로인해 침식 및 세굴등의 하상변화를 초래할 수 있다. 특히 세굴현상은 하천형상의 변화로 인해 발생하는 수축세굴이나 교각, 교대, 제방 등 흐름의 장애물 주위에서 발생하는 국부세굴등 다양한 형태의 세굴이 있다. 또한 유량이나 유속, 소류력등의 한계력에 의해 정적세굴이나 동적세굴등의 다양한 형태로 하천의 변화가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 다양한 하천구조물 중 인명피해와 직결되는 제방에 발생하는 세굴에 초점을 두었으며, 자연형 호안재료의 특성과 세굴에 대한 방어능력등의 특성을 파악하고 자연재료의 강도를 증진시켜 강도증진의 변화를 파악하기 위해, 증진된 강도를 한계 유속과 한계소류력을 산정하여 제방 재료의 강도평가에 관한 연구를 진행하였다. 하상의 재료의 종류, 입자의 특성, 입자의 크기에 따라 재료가 가지는 한계를 호안 재료의 부피 변화인 토양 유실율을 이용하여 연구를 진행하였으며, 재료의 안전성에 대한 평가를 통해 하천설계 및 피해복구 시 활용할 수 있는 기초자료로 활용하고자 한다.

Keywords

Acknowledgement

본 연구는 국토교통부 물관리연구사업의 연구비지원(20AWMP-B114108-05)에 의하여 수행되었으며, 이와 같은 지원에 감사드립니다.

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