• 한국방재학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.165-174
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• 2010

블록 TTG를 이용한 교각국부세굴보호공의 적합성과 유효성을 확인하기 위해 수리모형실험을 통해 모형 블록의 조도계수를 확인하고 안전성을 검토하였다. 현장조건을 대표하는 수리학적 조건하에서 개별 블록과 블록을 연결하여 매트화한 경우의 한계 안전중량을 결정하였다. 사석, 돌망태, TTG의 세굴보수공 성능을 비교한 결과 TTG의 안전성이 가장 우수하였다. 하상재료의 유출을 막기 위해 블록의 중간 부분을 적정한 자갈로 채우고, 토목섬유의 설치 여부를 검토하여야 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.61-69
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• 2021

본 연구는 교각의 고유진동수를 통해 교각에 인접한 지반의 세굴 발생여부를 판단하기 위해 축소모형교각을 제작하여 충격하중을 이용해 일련의 비파괴 실험을 수행하였다. 축소모형교각은 길이별로 총 3개의 교각을 제작하였으며, 관입깊이는 0.35m로 일정하게 지반에 관입하였다. 세굴은 크게 2가지로 교각의 측면세굴과 기초바닥세굴을 모사하였으며, 0.05m씩 굴착하여 단계별로 step 0에서 step 12 까지 총 13단계의 실험을 모든 교각에 대해 수행하였다. 또한 고유진동수를 도출하기 위해 모형교각에 총 3개의 가속도계를 부착하여 충격하중을 측정하였다. 충격하중은 impact hammer를 사용하였으며, 타격방향은 모형교각 상단을 교축직각방향으로 타격하였다. 이 때 측정된 가속도 값을 바탕으로 고속 푸리에 변환(FFT)를 이용해 세굴진행도에 따른 고유진동수를 산정했다. 그 결과 세굴이 진행됨에 따라 모든 교각의 고유진동수는 감소하는 경향을 보였다. 세굴이 진행됨에 따라 최초 고유진동수의 70% 이상 수준에서는 측면세굴, 70% 미만에서는 기초바닥세굴이 발생하는 것을 판단할 수 있었다. 이 결과를 토대로 전도에 대한 안전율과 비교하여 교각기초의 피해정도를 분석할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.5-11
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• 2013

본 연구는 홍수 시 교량하부에서 발생되는 세굴에 의한 문제점을 조사하기 위한 연구로서 실제 현장에서 실험에 의하여 규명이 쉽지 않은 세굴과 관련된 교량하부구조 거동에 대한 해석적 연구이다. 본 연구에서 제시된 해석모델의 경우 도로교 시방규정에서 제시한 표준하부구조 단면을 기준으로 세굴에 따른 3축 지반지지력 표현 및 손실이 가능하도록 유한요소 모델링을 수행하였고 상용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석을 수행하였다. 고려된 하중조건으로는 시간에 따른 유량변화를 단계적으로 고려하였으며 다양한 형태의 세굴조건과 지반지지력 변화에 대하여 교량하부구조 거동을 조사하였다. 최종적으로 교량하부구조의 거동은 세굴발생 면적 및 형태에 따라서 다양한 결과들을 보여주었으며, 이들 결과들은 향후 교량하부구조 세굴보호공 설계기준 마련을 위한 기초자료로 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권5호
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• pp.15-22
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• 2013

해저관로는 중요한 해안구조물의 하나로 연안 및 해양개발을 위해 폭넓게 사용되고 있다. 해저관로는 해저지반의 상태에 따라 파와 흐름으로 인해 주변에 세굴이 발생한다. 이로 인해 관이 뜨거나 가라앉는 경우가 발생하여 관의 내구성에 악영향을 미친다. 최근에는 해양환경에서 구조물과 여러 요인들의 복잡한 상호작용에 의한 세굴에 대해 많은 연구들이 이루어졌지만, 아직까지 세굴을 정확히 예측하는 것은 어렵다. 본 연구에서는 신경망 기법으로 관로의 세굴심 자료를 분석하여 세굴심을 예측하였다. 학습을 위해 역전파 알고리즘을 사용하였다. 신경망 모델의 학습과 검증에 총 58개의 모형실험 자료들이 사용되었다. 또한 동일한 데이터에 대해 회귀분석 기법을 통한 예측과 비교 분석하여 세굴심 예측을 위한 신경망 기법의 적용성을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.261-261
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• 2021

자연하천은 직선하천보다 만곡하천으로 존재하는 경우가 많다. 하천의 만곡부에서 2차류 흐름과 나선형 흐름, 원심력이 수충부와 외측제방에 작용하여 하상에 국부적인 세굴이 발생한다. 세굴이 발생하게 되면 수충부나 외측제방에 붕괴나 피해가 일어날 수 있다. 세굴의 피해를 줄이고 만곡부유로를 조정하기 위해 날개형 수제를 설치할 수 있다. 날개형 수제를 설치한 하상은 수제의 두께, 길이, 높이, 간격, 위치, 배열 등에 따라 다르게 반응한다. 본 연구에서는 만곡 개수로에 잠긴 날개형 수제를 설치할 때 만곡 외측에서 수제 열까지의 거리가 만곡부의 유심선 변화에 미치는 영향을 이동상 개수로 수리실험으로 조사하였다. 이동상 수리실험은 폭 1.16 m, 깊이 1 m, 길이 24 m인 90° 만곡 개수로에 d₅₀이 3.3mm인 잔자갈을 깔아 하상경사 1/300로 정리한 후 수제를 설치하는 순서로 이루어졌다. 수제는 폭 20mm, 길이 70mm의 직사각형 단면 목재로 제작하여 설치하였고, 실험별 이격거리는 외측 제방으로부터 8.4 cm, 14 cm, 19.6 cm로 하였다. 실험유량은 140l/s로 3시간 동안 흘린 뒤 하상측정장치를 이용하여 주요 횡단면별 하상고를 측정하였다. 측정한 데이터를 이용하여 최심하상고의 크기와 위치, 유심선의 변화 등을 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1711-1715
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• 2007

하천에서는 나라마다 하천마다 구간마다 독특한 하도특성을 지니고 있다. 우리나라는 전 국토의 70 %가 산지로 이루어져 있으며, 이로 인하여 특이한 하도형태의 모습을 보이는 구간이 산재하고 있다. 그 대표적인 모습이 충적하도와 침식하도가 연속해 발생하는 과정에서 나타나는 것이 하천 협착부 구간이다. 이러한 하천협착부 주변지역은 전형적인 수해상습 구간이 되는 경우가 많다. 이러한 상황임에도 불구하고 현재까지 우리 나라에서는 이러한 협착부 구간에서 하도특성을 반영한 연구 및 설계 사례가 전무한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 낙동강 선산지역의 하천 협착부에서의 하도 수리학적 의미와 하도형태에 대하여 조사하고 분석하였다. 연구 결과, 모래하천인 조사구간의 저수로 하상에서 아주 미세한 유사분급 현상은 확인할 수 있었지만, 명쾌한 자연 영력에 의한 유사분급 현상이라 판단하기에는 어려운 부분이 있었다. 이는 완만한 하상경사, 균일성에 가까운 하상재료의 공급에 기인한다고 추정할 수 있었다. 그러나 이와 같은 자연적인 현상보다는 골재채취 등의 원인에 따른 유사분급이 확연하다고 추정되었다. 그리고 협착부의 배수구역에서 과거 활발했던 이동상 단단면 하도형태가 유심부의 이동과 더불어 최근 급격하게 복단면화가 진행되고 있음을 확인하였다. 이와 더불어 저수로의 하폭이 크게 줄어드는 현상을 확인할 수 있었다. 이와 같은 현상은 궁극적으로 이상홍수 발생시의 복단면 가중 또는 홍수단면적 축소, 저수로에서의 호안 또는 제방 아래부분의 국소세굴이 야기될 수 있음을 시사한다.원주교각에 대한 국부세굴 특성을 검토하였다. 또한 원주형의 교각에서는 단일원주보다는 원주군으로 설치되는 경우가 대부분이며 이때 교각의 직경(D)에 대한 교각 사이 간격$(L_d)$의 비$(L_d/D)$에 따른 전면교각에서의 수류변화의 영향이 후면교각에 작용하여 상호 복합적인 흐름 및 세굴특성을 나타내므로 이와 같은 복렬형 원주군의 세굴특성을 파상형 원주교각에 적용하여 국부세굴의 크기 변화를 해석하였다. 따라서, 교각주위에서의 수류특성 및 세굴의 변동은 원주군 및 교각파상의 크기와 간격 등과 같은 구조물의 배열조건과 Froude 수, 수심 등의 수리학적 조건에 따라 달라지므로 이의 조건을 체계적으로 변화시켜 가면서 교각주위에서의 국부세굴 및 세굴 감소특성을 검토하였다. 실험결과 오목 및 볼록 파상형 원주 주위에서의 세굴크기는 원형원주와 비교하여 전체적으로 감소하는 것으로 확인되었으며 특히 오목형 $B/\acute{h}=3$에서는 세굴경감효과가 탁월하여 70%이상 감소하는 것으로 확인되었으나 볼록형 $B/\acute{h}=5$에서는 세굴촉진특성이 나타나고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 파상형 원주에서는 하강류나 와류를 파상형의 내부로 유도하여 세굴의 크기를 조절할 수 있는 최적의 파상이 존재하고 있는 것으로 예측되었다.원 분야 소프트웨어의 개발에 기본 토대를 제공할 것으로 판단된다.았다. 또한 저자들의 임상병리학적 연구결과가 다른 문헌에서 보고된 소아 신증후군의 연구결과와 큰 차이

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.45-45
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• 2020

하천 횡단구조물 하류부에서는 고유속 및 ±압력에 의해 하상재료가 유실되는 세굴현상이 발생한다. 이러한 세굴을 방지하기 위해 횡단구조물 하류부에는 석재, 콘크리트 및 콘크리트 블록 등을 설치 및 포설하여 하상보호공을 설치한다. 하상보호공을 설치하면 설치된 부분은 세굴이 방지 되지만, 하상보호공 끝단 이후에는 지반이 노출되어 있어 노출된 지반에서 고유속 흐름 및 압력변화에 의한 세굴이 발생하는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 하상보호공 끝단 즉, 하상이 노출된 지반에서 압력변화에 따라 하상재료가 유실되므로 압력에너지를 감쇄시키기 위한 하상보호장치를 개발하였다. 개발한 하상보호장치는 본래 다수개가 열을 지어 메트릭스 형태로 설치되도록 하여야 하지만 실험 여건상 단일체로 수리실험을 진행하였다. 하상보호장치는 상판과 하판이 조립된 형태이며 상판과 하판 사이에 이격공간이 구비되어있다. 하상보호장치 검증을 위해 상판과 하판에 쓰이는 판은 수로재질과 같은 아크릴로 제작하였으며, 하상재료의 공극률을 반영하여 다공성 판으로 제작하였다. 다공판의 전체 구멍 면적 대비 판 면적은 35 % 로 동일하다. 상판 구멍 지름 15.0 mm, 4.5 mm 2가지로 제작하였으며, 하판 구멍 지름 3.0 mm 으로 동일하다. 압력변화가 큰 곳에서 작은 곳으로 물이 이동하게 되므로 고유속 수리조건에서 상판과 하판 사이에서의 압력변화를 측정하기 위해 판 중간에 압력계를 설치하였다. 하상보호장치 설치지점 앞 0.3 m 부근에 PIV를 설치하여 유속을 측정하였다. 실험결과 상판의 구멍 직경(15.0 mm)이 클 경우 상판부 압력이 하판부로 전달되어 하판에서 측정되는 압력이 증폭 되었으며, 상판의 다공성 구멍 직경(4.5 mm)이 작을 경우 상판부에서 하판부로 전달되는 압력이 감소하여 하판에서 측정되는 압력이 감소하였다. 상판과 하판의 다공성 구멍의 직경을 적절한 사이즈로 조절하면 상판부의 압력이 하판부로 전달되는 것을 막고 압력에 의해 하상에서 흡출되는 유사를 막을 수 있는 것으로 판단되며 추후 상판과 하판의 다공성판 구멍 직경의 상대적 차이에 따른 압력 감소효율에 관한 연구가 필요하다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.718-722
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• 2009

하도 상황이 수역(水域)에서 식생역(植生域)으로 변화하여 최종적으로 육역화(陸域化)단계로의 천이가 진행되는 현상을 하도 육역화라고 한다. 하도 육역화는 하천의 생태환경적 측면에서 많은 문제들을 야기할 수 있으며, 단일 단면 하도의 복단면 고착화로 하천 통수 단면이 감소하여 하도의 홍수 관리 기능에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구는 하도 육역화 방지를 위한 수공구조물로서 말뚝을 설치하고 그 효과를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 검토하였다. 수치 모의는 구조물 주변의 복잡한 흐름 모의를 위하여 복잡한 지형지물이 있는 경우에 많이 활용되는 LES(Large Eddy Simulation) 난류 모델을 적용하였으며 세굴 및 퇴적 영향을 알아보기 위하여 유사 세굴(Sediment Scour) 모델을 적용하였다. 하도 육역화 방지 수공구조물의 효과 검토를 위하여 모형 수로의 제방 근처에 말뚝을 설치하고 말뚝직경, 설치 간격 및 배열 등을 변화시켜 구조물 주변의 동수역학적 거동, 흐름분리 효과 및 세굴영향을 수치모의를 통하여 분석하였다. 분석 결과 말뚝에 의한 흐름 분리와 국부 세굴에 의하여 하상 퇴적이 상대적으로 감소되는 효과를 나타냈으며 설치간격이 수변으로부터 말뚝 두께의 2배 그리고 흐름방향으로 말뚝 두께의 2배 이내의 간격으로 설치하여야 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 추후 다양한 수리모형 실험을 통한 검증과 다양한 조건에 대한 수치 모의를 통하여 하도 육역화 방지 기술을 개발할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.128-137
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• 2012

이 논문은 천해역에서 파와 흐름에 노출된 관로주변의 세굴을 다루고 있다. 해저관로주변의 세굴특성을 알아보기 위해, 관경, 주기, 파고 및 흐름속도를 달리해 가면서 실험을 수행하였다. 파와 흐름 발생장치가 사용되었고, 흐름은 파와 동일한 방향과 그 역방향으로 발생시켰다. 실험결과를 이용하여, 세굴심과 KC수, Froude 수, Ursell 수 및 속도비등과 같은 무차원 매개변수들과의 상관관계를 분석하였다. 상대세굴심은 속도비 함수가 0에 접근하면 파의 성분에 지배되고, 1에 접근하면 흐름성분에 지배되는 것을 명료히 보였다. 속도비 함수는 파와 흐름이 공존하는 영역에서 관로주변의 세굴변화를 표현할 수 있는 적절한 매개변수임이 입증되었다. 또한 Froude 수와 KC수에 각각 파의 수립자속도와 흐름속도를 고려한 매개변수들은 세굴심을 나타내는데 더 좋은 상관관계를 보여 주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1275-1284
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• 2021

본 논문에서는 기계학습을 이용하여 비점성토 및 점성토 지반에서 시간에 따른 교각주위 국부세굴을 예측하였다. 기계학습 기법으로는 과적합 오차를 유발하지 않는다고 알려진 Support Vector Machines (SVM) 기법이 사용되었다. 비점성토 지반 및 점성토 지반에서 시간에 따라 발달하는 세굴심을 7개 및 9개의 변수를 각각 이용하여 표현하였다. 여러 실험을 통해 얻어진 시계열 자료를 이용하여 개발된 모형을 학습시키고 검증하였다. 계산된 평균절대비오차(MAPE)에 의하면 모형의 학습과 검증이 적절하게 수행된 것으로 나타났다. 실험 결과뿐 아니라 Choi and Cho 공식과 Briaud et al.이 제시한 SRICOS 방법에 의한 결과와 비교하였다. 본 연구를 통해 양질의 자료가 충분히 제공되는 경우 SVM 모형이 비점성토 및 점성토 지반 시간의존 국부세굴을 예측할 수 있음을 보여주었다.