• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.303-308
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• 2004

The failure at the head section of rubble mound breakwaters is more important than other failure modes. because this initial failures will occur the failure of the trunk section and lead to the instability of the structure. The three-dimensional failure modes are discussed using the experimental data with multi-directional waves considering the failure modes. It was occurred by the topographical characteristics around the head of rubble mound breakwater. The spacial characteristics of failure mode around the rubble-mound structures can be summarized as follows: 1) It was clarified that the failure modes at the round head of a detached breakwater are classified as failure by plunging breaker on the slope, failure by direct incident wave force and failure at the rubble mound breakwaters. 2) The failure mode was found in the lower wave height than the design wave by the breaker depth effects and topography around structures. It is clarified that the structure was monitored safely designed for the design wave but the failure was occurred by the reason of breaker waves.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.329-329
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• 2011

제방은 하천의 범람으로부터 제내지의 인명, 가옥, 재산, 각종 시설 등을 보호하고 유수의 원활한 소통을 유지하기 위해 하천을 따라 축조한 구조물로서 침식 피해를 방지하기 위해 호안을 설치하도록 규정하고 있다. 호안은 만곡부, 하천 급경사, 지형의 간섭효과 등에 의한 유수의 침입으로부터 제방 및 하안을 직접 보호하기 위해 제방 앞비탈에 설치되는 구조물을 의미한다. 따라서 호안의 안정은 곧 제체의 안정과 직결되는 요소라 할 수 있다. 호안의 안정성은 역학적인 측면에서 외력과 저항력의 크기에 따라 평가할 수 있다. 국내 실무에서 적용되고 있는 호안설계 방법은 하천설계기준 해설(2009)에 제시되어 있으며, 경험과 이론의 양면을 고려하여 설계를 수행하도록 하고 있다. 이로 인해 호안 안정성에 대한 역학적인 검토 방법의 한계 때문에 과대 또는 과소 설계의 우려가 있다. 따라서 호안설계시 유속 및 소류력의 크기에 따른 정량적 평가기법이 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 호안의 정량적인 설계기법 개발을 위하여 수리실험을 통해 유속증가로 인한 호안재료의 이탈현상을 재현하였다. 실험수로는 폭 2 m, 길이 25 m, 수로경사 1/300의 직선수로 형태이며 우안의 1:2 경사면에 다양한 크기의 사석과 블록을 차례로 설치하여 실험을 수행하였다. 수리실험은 다른 하상변동 요인이 제한된 고정상으로 수행되었으며 정상류 흐름조건에서 유량을 변화시키며 유속변화 등 흐름현상에 의한 호안재료 이탈을 관찰하였다. 실험결과를 바탕으로 호안설계시 1차원 접근유속을 대표유속으로 적용하는 방법의 특성을 파악하고, 호안재료의 이탈유속과 흐름특성간의 상관관계를 분석하였다. 또한, 호안설계시 입력자료로 사용될 수 있는 단면평균유속과 2차원적 국부유속과의 상관관계를 파악하여 호안의 정량적 설계기법에 활용될 제원결정 경험식을 제안하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.105-115
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• 2024

호안을 포함한 해안구조물의 설계 시 월파량 평가는 주로 수리모형실험에 의존하며, 이를 기반으로 월파량 예측을 위한 많은 경험식이 제안되었다. 일반적으로 월파방지를 위한 호안구조물의 경우 설계조위에 설계파의 최대 수면진폭을 고려하여 마루높이가 결정되므로 입사파고에 비해 상대적으로 높은 여유마루고를 갖는다. 그러나, 월파를 원천적으로 차단하기 위해서는 비경제적인 구조물의 마루높이가 요구되기 때문에 호안구조물의 설계 시 월파량을 허용 가능한 수준으로 제한하는 허용월파량의 개념을 도입하고 있다. 따라서, 실해역에서는 입사파고에 비해 상대적으로 낮은 여유마루고를 갖는 호안구조물들이 존재한다. 본 연구에서는 수리모형실험을 통해 상대적으로 낮은 여유마루고를 갖는 사석경사제의 월파량에 관해 검토하였다. 또한, 월파량의 실험결과를 이용하여 기존 월파량 산정을 위한 경험식의 예측성능을 상호 비교·분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.236-236
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• 2018

한국농어촌공사 농어촌연구원에 구축되고 있는 대형 수리모형 실험시설은 수공구조물에 대한 수리모형실험 수행, 설계기준 제 개정, 호안 검인증제도 지원 등 국가의 정책지원과 개방 공유를 통한 국내 건설기업의 하천분야 신기술 개발 및 국가 경쟁력 확보, 하천 관련 원천기술 확보 등 다양한 목적을 가지고 진행되고 있는 대규모 분산공유형 실험시설에 해당한다. 본 사업의 일환으로 현재 구축 진행되고 있는 7종의 실험수로는 장기하상변동, 토석류, 실규모 호안블록, 감세공 수리특성, 신형어도개발 등 다양한 수리특성에 대한 계측 및 분석이 가능한 대형 실험시설에 해당한다. 7종의 실험수로는 PIV시스템의 연계 계측이 가능한 1) 고정식개수로, 2) PIV실험수로와 1/5의 역경사 재현이 가능한 3) 가변식경사수로, 호안블록 및 사석의 소류력 측정이 가능한 4) 고정식급경사수로, 토석류흐름 측정이 가능한 5) 가변식하도실험수로, 장기하상변동 분석을 위한 6) 대형유사순환수로, 부유사의 침 퇴적 양상 재현을 위한 7) 소형유사순환수로로 구성되어진다. 7종의 실험수로는 '18년 2월에 착공하여 현재 실시설계도서를 검토 중에 있으며, 18년 9월에 준공될 예정이다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.191-201
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• 2016

추계학적 확률과정을 이용하여 경사제 피복재를 예방적으로 유지관리할 수 있는 조건기반모형을 개발하였다. 완전 보수보강 조건에서 가장 경제적으로 보수보강이 수행되어야 하는 최적의 시점을 결정할 수 있는 모형이다. 본 연구에서 개발된 RRP(Renewal Reward Process) 기반 경제성 모형은 이자율을 고려할 수 있을 뿐만 아니라 기존 연구에서 상수로 취급하던 비용을 시간에 따른 확률변수로 고려할 수 있다. 누적피해와 사용한계 그리고 구조물의 중요도를 모두 고려할 수 있는 함수식을 제시하여 ABM(Age-Based Maintenance)을 CBM(Condition-Based Maintenance)으로 쉽게 확장할 수 있게 하였다. 또한 함수식에 포함된 계수들을 수학적으로 산정할 수 있는 방법도 제시하였다. 두 가지 추계학적 확률과정, WP(Wiener Process)와 GP(Gamma Process)를 이용하여 경사제 사석재를 해석하였다. 사용한계, 이자율 그리고 구조물의 중요도에 따라 시간에 따른 기대총비용율을 산정하여 기대총비용율이 최소가 되는 예방적 유지관리의 최적 시점을 쉽게 추정할 수 있었다. 동일한 사용한계에서 이자율이 높을수록 최적시점은 늦어지고 그에 따라 기대총비용율도 낮아졌다. 또한 상대적으로 GP가 WP보다 더 보수적으로 최적시점을 예측하였다. 마지막으로 동일한 조건에서 구조물의 중요도가 높을수록 더 자주 예방적 보수보강을 실시하여야 한다는 것을 알았다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.168-178
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• 2021

방파제 형식에 따른 반사율 변화가 해저지형에 미치는 영향을 살펴보기 위한 수치 모의를 수행하였다. 수치 모형은 OpenFoam 기반 tool box인 OlaFlow와 물리기반 지형모형[SeoulFoam]으로 구성하였으며, 이 과정에서 침·퇴적으로 인해 변형을 겪는 해저지형과 내습하는 파랑 간의 상호작용은 Dynamic Mesh를 활용하여 기술하였다. 다양한 반사 특성을 보이는 사석 경사제, 직립제, 곡면 슬릿 케이슨 방파제는 서로 다른 정상파를 결과하였으며, 이는 해저지형에 상당한 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 저면 유속이 상대적으로 큰 정상파 마디[node]에서 연행된 모래가 경계층 drift에 의해 배[antinode]로 이송된다는 Nielsen(1993)의 연구 결과와도 일치한다. 이렇게 재배치되는 모래로 정상파의 배[antinode]에는 sand wave의 마루, 마디[antinode] 인근에는 sand wave의 곡이 형성되었으며, sand wave 진폭은 반사계수가 우월한 곡면 슬릿 케이슨에서 가장 크게 관측되었다. 이러한 현상은 반사계수가 큰 경우 마디에서의 저면 유속 증가로 상대적으로 많은 모래가 연행되어 발생하는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.317-324
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• 2020

본 논문의 목적은 육상구조물과 비교하여 특수한 설치환경 및 목적을 가지고 있는 항만 외곽시설에 대한 보다 현실적인 침하 평가기준을 제안하는데 있다. 최근 신항만 개발 사업으로 축조된 외곽시설 특히 방파제는 먼 바다의 연약 지반에 설치되는 경우가 많다. 외곽시설은 자중으로 파랑 등의 외력에 직접 저항하는 구조물로 그 중량이 상당하여 연약 지반 위에 설치되는 경우에는 침하가 쉽게 발생하지만 구조물의 안정성 또는 기능성에 큰 영향을 주지 않는다. 하지만 현행의 안전점검 세부지침은 이러한 외곽시설의 특성을 고려하지 않은 침하 평가기준을 제시하고 있다. 이에 보다 현실적으로 외곽시설의 침하를 평가할 수 있는 간편식을 제안하였다. 간편식은 설계에서 고려한 허용잔류침하량과 침하 안정성평가 결과를 적용하여 최대 침하량을 선정하도록 하였다. 제안된 간편식의 적정성을 검증하기 위하여 최근 실시한 방파제 6개소의 측량 평가결과와 제안된 간편식 적용결과를 비교하였다. 간편식을 적용하였을 때, 기존 평가결과보다 침하 평가등급이 상향되었으며, 안정성평가 결과 적용 시에는 실제 측량결과와 거의 유사한 결과가 얻어짐을 확인할 수 있었다. 본 간편식을 활용하여 침하평가를 실시할 경우, 구조물에 안정성 및 기능수행 여부와는 무관하게 낮게 평가되는 기존의 침하평가를 보다 현실적으로 실시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제3권2호
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• pp.3-11
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• 2004

침식방지형 섬유대공은 호안 또는 하천의 하천침식과 포락 방지를 위한 토목공사용 섬유자재로 내부에 유동성 콘크리트 또는 모르타르 등을 고압의 콘크리트 펌프로 주입하여 콘크리트 블록을 형성되도록 하는 제방 보호용 토목섬유공법이다. 그러나 기존에 개발된 침식방지형 섬유대공은 다량의 콘크리트 그라우팅제 사용에 따른 경제성 및 친환경성 측면에서 문제점을 가지고 있으며, 섬유대공의 안정성이 섬유대/비탈면 원지반의 마찰특성에 의존하도록 되어 있어 급경사 비탈면 적용에 한계가 있다. 본 연구에서는 다량의 콘크리트를 사용하는 기존 섬유대호안공의 경제성 및 친환경성을 개선하고자 역학적인 방틀형태를 시공이 간편한 섬유대를 이용하여 구축하고, 구조적 안정성 및 비탈면 전면부의 식생 및 사석 호안시스템 지지 등을 앵커로 처리하는 경제적이면서도, 안정적인 섬유대공을 개발하여 실내모형시험에 의한 침식저항성평가 및 현장 적용성 평가 등을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.769-777
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• 2019

이안제와 잠제(인공리프)와 같은 저 마루높이 구조물은 수중구조물은 연안역의 침식 등의 대책으로 일반적으로 사용되고 있다. 이러한 구조물의 피복재 안정성은 비월파조건의 구조물 보다 낮을 수 있다. 기존 연구에서는 대부분 사석으로 피복된 구조물을 대상으로 안정성을 검토하였다. 본 연구에서는 테트라포드로 피복된 저 마루높이 구조물과 수중구조물을 대상으로 안정성을 검토하기 위해 2차원 수리실험을 수행하였다. 피복재 안정성은 구조물 상부, 전사면 및 후사면을 대상으로 파형경사와 여유고를 변화시키며 검토하였다. 피복재의 주된 피해는 전사면 상부와 바다측 마루부에서 발생하였다. 실험결과를 이용하여 테트라포드의 안정계수를 산정할 수 있는 경험식을 제안하였다.